Бойлер косвенного нагрева накопительный. Принцип работы.
На данный момент для получения горячей воды через систему отопления используют бойлеры косвенного нагрева. Наша фирма в каждом частном доме монтирует бойлеры марки: DRAZICE.
Поэтому в этой статье мы рассмотрим марку: DRAZICE.
В этой статье нам необходимо понять принцип работы косвенного нагрева в системе отопления и горячего водоснабжения. Благодаря тому, как работает бойлер косвенного нагрева, Вы поймете, как подбирать бойлеры косвенного нагрева других производителей и марок.
Видеоурок по расчету ГВС рециркуляции:
И так приступим.
Назначение бойлера косвенного нагрева. Нагреть воду по средствам системы отопления. То есть мы нагреваем холодную воду теплом, которое отбираем у системы отопления.
Какие существуют бойлеры косвенного нагрева?
Чтобы это понять, необходимо знать его основные параметры:
| 1. Объем воды, который в него помещается (Литр) |
Это один основной параметр. Но бойлеры бывают с дополнительными возможностями и опциями. Также они подразделяются: Навесные, напольные вертикальные и горизонтальные.
Дополнительные возможности бойлера:
| 1. Третий вход на рециркуляцию 2. Возможность нагревать воду через электроэнергию(Встроенный электронагреватель) 3. Управление по температуре и реле для включения и отключения насосов. |
Обо всем этом я расскажу.
Третий вход на рециркуляцию нужен для рециркуляции горячего водоснабжения.
Рециркуляция горячего водоснабжения — это специальная система, которая дает возможность при открывании горячего крана получить сразу горячую воду. То есть не нужно ждать, когда придет горячая вода из водонагревателя к крану. Система устроена по принципу постоянно текущей, горячей воды по замкнутому кругу. То есть насос создает течение горячей воды по замкнутому кругу. Данный процесс называется рециркуляцией.
Рециркуляцию обычно делают через полотенцесушитель, но бывают случаи, когда полотенцесушитель не предусмотрен и тогда делают тупую рециркуляцию.
Если за место полотенцесушителя подключить на прямую к трубе, то это будет называться тупой рециркуляцией.
Обратный клапан нужен для того, чтобы исключить обратное движение воды, если насос выключен.
Обратный клапан на входе в водонагреватель нужен для того, чтобы исключить движение горячей воды на холодный трубопровод. Может возникнуть ситуация, когда при нагреве воды давление в водонагревателе увеличиться и открывая только холодный кран первым делом большое давление вытолкнет горячую воду из водонагревателя в холодный трубопровод.
Автоматический воздухоотводчик нужен для того, чтобы исключить попадания воздуха в насос, особенно при первом запуске. При первом запуске обратный клапан препятствует движения воздуха из бака и прогоняет горячую воду через полотенцесушитель.
Предохранительный клапан нужен для того, чтобы защитить водонагреватель от большого давления вызванный расширением воды при нагреве. То есть предохранительный клапан защищает водонагреватель от высокого давления. Обычно это до 7 Bar. При достижение или превышение давления 7 bar предохранительный клапан начинает выпускать воду через себя.
Расширительный бак компенсирует давление в системе горячего водоснабжения. То есть при нагреве воды увеличивается давление в системе горячего водоснабжения. Расширительный бак начинает в себя забирать воду, тем самым уменьшая давление. Поэтому расширительный бак уменьшает превышение давления при нагреве воды. Расширительный бак не дает сильно увеличить давление воды при ее нагреве. Давление воздуха в расширительном баке не должно превышать давление предохранительного клапана, иначе действие расширительного бака бесполезны. А минимальное давление воздуха должно быть не ниже минимального давления в системе водоснабжения.
Расширительный бак по своей природе является гидроаккумулятором. Подробная информация о гидроаккумуляторах и их настройках описано тут:
Правила присоединения к водоснабжению
Вход холодной воды в бак водонагревателя должен поступать в нижнюю точку пространства бака, потому что так предписывают теплотехнические законы. Существуют баки, у которых патрубок находятся вверху для входа холодной воды, но этот патрубок опускается до дна бака, тем самым поступление холодной воды поступает сразу в нижнюю точку бака.
Выход горячей воды в пространстве бака всегда берется из самой верхней точки бака водонагревателя, потому что температура воды в верхней точки бака всегда выше. Бывают водонагреватели, у которых патрубок находится внизу, этот патрубок продолжается до верхней точки бака.
Третья точка в бойлере косвенного нагрева нужна для рециркуляции горячего водоснабжения. Поступление воды третьей точки, должно поступать в середину бака по высоте пространство бака. Впрочем, бывают случаи, когда эта третья точка находится чуть выше от середины.
Отопительный контур бойлера
Отопительный контур бойлера является обычной трубой изогнутой в спираль. Теплоноситель, двигаясь по трубе, теряет свою температуру через стенки трубы в бак, где находиться вода для горячего водоснабжения.
Движение по спиральной трубе должно осуществляться сверху вниз. То есть верхний патрубок должен заходить более горячий теплоноситель, а выходить из нижнего более остывший теплоноситель. Если сделать обратное движение теплоносителя, то получиться уменьшение КПД. Это доказывается теплотехническими законами.
Если осуществить движение снизу вверх, то теплоноситель потеряет меньше температуры на нагревание воды, так как уже в середине будет более нагретая вода и теплоноситель выйдет более нагретый. При нормальной циркуляции сверху вниз, выходящий теплоноситель становиться более остывшим из-за того, что он проходит в конце своего пути более холодный участок воды.
Почти каждый современный бойлер косвенного нагрева должен снабжаться температурным реле, который замыкает и размыкает электрическую цепь. Причем в основном идет реле, которое переключает цепь с одного контакта на другой, это дает возможность подключать два циркуляционных насоса, которые будут работать попеременно. Например, когда вода нагреется в бойлере, то включается насос отопления, когда необходимо подогреть воду, то насос отопления отключиться и включиться насос на бойлере.
Данное переключающее температурное реле, находящееся в бойлере косвенного нагрева, дает возможность не использовать трехходовой клапан, который будет перенаправлять потоки теплоносителя.
Если в котле имеется насос, то схема подключения бойлера и радиаторного отопления подключается через трехходовой клапан, который регулируется только на перенаправление потоков. Специальный сервопривод поворачивает клапан трехходового клапана. Сигнал перенаправления потоков осуществляется с помощью температурного реле находящийся в бойлере.
Не пугайтесь сервоприводов, в магазинах рассматривайте паспорта на трехходовые клапаны и сервопривода к ним. Изучайте электрические схемы. Скажу, что контакт и размыкание дает реле в бойлере, а сервопривод работает от сигнала, который ему задает реле.
Подробнее о трехходовом клапане, который предназначен для перенаправления потоков на бойлер косвенного нагрева: Трехходовой клапан для перенаправления движения теплоносителя
Ну и последняя схема, которая находиться в больших котельных, бойлер, которых может быть подключен таким образом.
Один основной недостаток, это подающий коллектор может быть не достаточно большой температуры, что вызовет недостаточное прогревание бойлера. Преимущество в том, что и отопление, и горячее водоснабжение параллельно работают вместе. При таком подключение следует учесть достаточную мощность котлов.
Рассмотрим внутренние элементы бойлера.
Контакт 1 переключается между контактом 2 и 4. Это дает возможность подключать насосы, чтобы они работали попеременно либо подключить питание одного насоса при включении его, если температура понизиться.
Главное понять принцип работы бойлера и его электрическая схема подключения.
При покупки бойлера следует обратить внимание на важные параметры:
| 1. Объем воды, который в него помещается (Литр) 2. Третий вход на рециркуляцию 3. Возможность нагревать воду через электроэнергию(Встроенный электронагреватель) 4. Управление по температуре и реле для включения и отключения насосов. |
Не стесняйтесь спрашивать подробную работу бойлера у продавцов данных бойлеров и смотреть паспорта и различный функционал. Те, кто продает данное изделие, обязательно должен иметь журналы с различными бойлерами и их характеристиками.
Расширительные баки закрытого типа и гидроаккумуляторы имеют примерно одинаковую конструкцию: прочная металлическая оболочка, разделенная внутри резиновой мембраной на две секции.
В одной секции находится вода, в другой воздух. При увеличении давления воды воздух сжимается, размер секции с воздухом уменьшается, а мембрана прогибается, вода вытесняет воздух. У прибора с одной стороны имеется подключение к системе водоснабжения, с другой – золотник для подкачки воздуха.
Но названия приборам присваивается не из-за конструктивных особенностей, а по предназначенияю.
Предназначение
- Расширительные баки предназначены для компенсации расширения воды вследствие нагревания в схемах отопления, а также горячего водоснабжения (ГВС).
- Гидроаккумуляторы предназначены для аккумулирования объемов воды под давлением в системах водоснабжения, в которых имеется напорный насос, для уменьшения частоты включения этого насоса и для сглаживания гидроударов. Дополнительная функция – запас воды пищевого качества до 1/3 от общего объема бака.
Нюанс в том, что и для горячего и для холодного водоснабжения применяется один и тот же прибор, но называться он может по разному, в зависимости от того что делает в конкретной схеме — либо накапливает (аккумулирует) запас воды, либо берет ее излишек при тепловом расширении.
- Особенность конструкции гидроаккумулятора чаще в том, что внутри находится не мембрана, а груша из пищевой резины, которая и закачивается водой. Вода с корпусом бака не контактирует.
- Расширительный бак для системы отопления выполнен с мембраной из технической резины, которая делит корпус на два отсека, а теплоноситель (не всегда вода) контактирует и непосредственно с корпусом.
Как различать
На вид все мембранные баки схожи между собой. Бытует мнение, что для системы отопления – красные, а водоснабжения – синие. Но оно не до конца верно, так как отдельные производители применяют другие цвета.
На самом деле приборы можно различить между собой только по техническим характеристикам, которые указаны на шильдиках на самих приборах:
- Все приборы для водоснабжения, в том числе и для ГВС – невысокая температура – до 80 град С, но повышенное давление – до 12Атм;
- расширительные баки для отопления – повышенная температура – до 120 град С, но низкое давление до 4 Атм.
Как работают схемы аккумуляции воды
Гидроаккумулятор в схеме водоснабжения сглаживает скачки давления, которые возникают при заборе воды из системы, т.е. при открытии крана, и уменьшают количество включений насоса, которое не должно быть более 50 раз в 1 час.
При заборе воды в объеме чашки, гидроаккумулятор отдаст этот объем, давление в системе понизится, но не на столько, чтобы реле давления включило насос. При заборе большего объема (например в объеме ведра), давление упадет на столько, что включится насос и наполнит прибор.
Расширительный бак в системах горячего водоснабжения и отопления принимает лишний объем воды возникающий при ее нагревании.
Если бы не было подобного устройства, то в нагревающейся замкнутой схеме очень быстро бы поднялось давление выше критического, так как жидкость практически не сжимается. Это приводило бы к сбросу воды с аварийного клапана давления, который обычно настраивается на давление в 3 атм.
На практике, если такой клапан постоянно пропускает воду, то это свидетельствует о неисправности аккумулирующего устройства. Если аварийный клапан отсутствует, то при нагревании произойдет разрушение самого слабого места системы.
Когда в системе горячего водоснабжения нужен расширительный бак
Это закономерный вопрос, ведь горячее водоснабжение может выполнятся по разному. Если имеется проточный нагреватель, например газовый двуконтурный котел, который нагревает струю воды непосредственно при ее заборе, то естественно расширительный бак не нужен.
Если в системе вода нагревается в замкнутом бойлере большой емкости (более 100 литров) то тогда требуется установка расширительного бака в дополнение к предохранительному клапану. На который надеяться не правильно, так как он вовсе не рассчитан на частое срабатывание и при частых включениях просто начинает течь.
Как подобрать объем прибора для отопления
Основной вопрос, который возникает у пользователя — какой объем такого водо-аккумулирующего устройства нужен? При этом пользователь хочет приобрести меньший объем, так как он дешевле. Но приобретать нужно тот, который подходит по расчету.
Объем расширительного бака для отопления будет зависеть от объема теплоносителя в системе, давлений – предельного и установленного.
Формула для расчетов объема приведена на фото:
Объем теплоносителя указан в проектных данных, или его можно высчитать сложив все внутренние объемы элементов системы, наконец, в готовой системе его можно посчитать при заливке ведрами.
Для домашней системы — расчет объема «без лишних мучений» — 1/10 от залитого теплоносителя.
Какое предварительно давление нужно задать
На заводе-изготовителе обычно воздушную камеру заполняют азотом до давления 1,5 бар. Мембрана при этом прогибается и ее видно через штуцер подключения. Сохранность заводского давления свидетельствует о том, что мембрана целая и прибор пригоден к работе.
Но в дальнейшем мембранный бак необходимо подготовить для работы в конкретной системе. Существуют следующие правила определения давления :
- В системе холодного водоснабжения гидроаккумулятор накачивается воздухом на 0,2 атм. меньше, чем нижняя настройка реле давления насоса. Чаще нижнее значение реле давления – 1,4 атм. (давление включение насоса) а верхнее – 2,8 атм. Соответственно первоначальное давление в приборе – 1,2 атм. Такая настройка позволит избежать гидроударов при разборе воды и быстрого износа мембраны.
- В системе горячего водоснабжения расширительный бак накачивается воздухом до давления больше, чем давление, при котором насос выключается (верхний предел срабатывания реле давления). В этом случае бак не будет отдавать остывшую воду в систему водоснабжения. Но застоя воды бояться не стоит, прибор сделан так, что груша постоянно омывается потоком свежей воды.
- В системе отопления – воздушная камера расширительного бака закачивается до давления на 0,2 атм. меньше, чем давление в холодной системе отопления. Обычно «холостое» давление в системе 1,5 атм, соответственно предварительно накачивается до давления 1,3 атм при холодной системе.
Как устанавливается
Обычное правило, что подключение к системе любого мембранного бака должно быть снизу, а воздушная камера сверху.
Но следует взять во внимание, что гидроаккумулятор можно разворачивать как угодно, подсоединение к водопроводу может быть, и сверху, и сбоку, ничего особенного в этом нет, если не имеется возражений производителя.
А подключение к отоплению должно быть только снизу прибора. Если это не соблюсти, и расположить воздушную камеру снизу, то при выходе из строя мембраны, при появлении в ней трещин, воздух тут же уйдет в систему отопления и завоздушит ее. Если же воздушная камера будет сверху, то и при растрескивании мембраны ничего страшного не произойдет, прибор сможет еще работать очень долгое время в обычном режиме.
На фото приведен пример схемы отопления с подключением в ней расширительного бака закрытого типа.
Ставил ли кто-нибудь расширительный бачок для электроводонагревателя (80л).
Меня лично уже задолбало капание из отверстия предохранительного клапана в момент нагрева.
Регулировка клапана с целью "заткнуть дырочку", привела к повышению давления в момент нагрева с 3 до 8 атмосфер. Так недалеко и до разрыва бака!
После небольшого обдумывания решил, что наилучшим вариантом будет расширительный бак литров на 5.
При объеме нагревателя 80л и при температурном расширении воды 4% (95-10=85град) объем "лишней" воды составит 3,2 литра.
Кто как решал подобную проблему?
Самое простое: в баке оставить воздушное пространство.
Как? Если водонагреватель накопительный и на входе у него давление холодной воды в 3 атмосферы. Специально поставил редуктор с манометром, чтобы уменьшить давление воды на входе бака до безопасного значения. Думал поможет.
Конструктивно выход горячей воды сделан сверху . И наверняка там есть воздушное пространство, но изменить его я не в силах. Обидно, что у соседа по площадке точно такой же водонагреватель (Elektrolux) и стоит в том же месте, что и у меня и т. д. но у него не течет. Может труба горячей воды вварена в бак чуть ниже? Не знаю. Мне нужно решить правильно мою проблему. Вот и спрашиваю совета. Хотя здесь водопроводчики и не водятся. 
В Вашем, похоже, датчик наполнения врёт. Или высоко стоит.
(или клапан барахлит)
Нету там вроде никакого датчика наполнения. А клапан сменил на другой и он не врет, а срабатывает правильно. По инструкции должен срабатывать при давлении больше 5-6 атмосфер. Только я подкрутил его на 6-7.
Вот насчет высоко стоит — есть такое подозрение.
smg123: водопроводчики и не водятся.
Водятся, 8 лет в ЖКК подрабатывал а счас иногда по шабашкам похаживаю.
Проблему решаю расширителем ( зависит от клиента) примерно 3-5 литров не более пластиковые в продаже валом но лучший вариант капроновая канистра, они более толстостенные, верх с закруткой срезать а в дно через шайбы на герметик полдюймовую резьбу, крышка =дно от канистры чють большего размера. Канистры валяются возле любой автомастерской. А если перебои с холодной водой и Вам нужен небольшой запас горячей, ставьте обратный клапан (который со сбросником) и меняйте местами вход(синяя метка) с выходом(красная метка). Не знаю как у Вас но я обычно подключаю боллеры гибкими шлангами так что поменять не долго. Случаев разрыва за всю практику не наблюдал.
Vovik: Канистры валяются возле любой автомастерской
А из под чего?
Vovik: ставьте обратный клапан (который со сбросником)
Такой у меня и стоит. Только сначала стоял фирменный на 3/4, потом заменил на 1/2"
И как соединяете полиэтилен?
smg123: По инструкции должен срабатывать при давлении больше 5-6 атмосфер
А, так у Вас клапан по давлению стоит (в колонке).
Соответственно, кол-во воды и воздуха внутри бака будет зависеть от настройки этого клапана.
Ну и объём допустимого расширения, конечно.
Нет. Клапан(обратный со сбросом) стоит снаружи сразу на входе холодной воды.
Подводка пластиковыми трубами. Не люблю гибкие шланги-мина замедленного действия для соседей живущих снизу.
А про давление в инструкции написано, что если в трубопроводе холодной воды оно больше 5 атмосфер нужно ставить редуктор давления. Соответственно и сброс воды(аварийный) должен происходить при давлении больше 5 атмосфер.
Конструкция у такого типа нагревателей одинаковая — http://www.termex.ru/pp.php? >
Хотел сказать — там есть воздушный зазор, тем меньший, чем при большем давлении закроется клапан. Возможно просто не хватает объёма для расширения воды, уровень слишком велик — сливает в дренаж, при нагревании.
smg123: Только я подкрутил его на 6-7.
Попробуйте вернуть всё на свои места, может тут Ваша рационализация — причина?
Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.