Как устроен бак водонагревателя

Принцип работы и устройство накопительного водонагревателя (бойлера)

При отсутствии в квартире горячего водоснабжения на помощь приходят бытовые накопительные водонагреватели (или бойлеры, это одно и тоже). Существует множество моделей отличающихся мощностью, емкостью бака, типом нагрева. Самыми востребованными считаются бойлеры накопительного типа, работающие от электричества или газа.

Устройство и общий принцип работы накопительного водонагревателя

Общее устройство водонагревателя накопительного типа одинаково для любых моделей. Бойлер состоит из емкости для воды, которая заключается в декоративный кожух, а между ними проложен утеплитель. Получается подобие термоса. Основное различие накопительных бойлеров в том, какой у них стоит нагреватель: электрический ТЭН или газовая горелка.

Существуют накопительные водонагреватели косвенного нагрева, где подогревателем служит змеевик, подключенный к системе отопления. Такие бойлеры оказались практически не востребованы. Отопление работает не круглый год, а, значит, человек не имеет возможности летом пользоваться горячей водой.

Различаются нагреватели накопительные по типу монтажа. Вертикальные бойлеры занимают много места, из-за чего их ставят в просторном помещении. Для маленькой комнаты больше подходит горизонтальный водонагреватель. Последний вариант неудобен в плане пользования. У горизонтального бойлера происходит быстрое смешивание горячего и холодного слоя воды. В итоге при открывании крана идет кипяток, а примерно через минуту начинает течь более прохладная вода.

Общее устройство бойлера

Давайте рассмотрим, как выглядит схема обычного водонагревателя накопительного типа:

• Основой бойлера служит бак. В бытовых моделях его емкость ограничивается 300 л. Производят бак из нержавейки или стали. Чтобы металл не ржавел, в качестве внутреннего покрытия применяют стеклоэмаль, стеклофарфор или титановое напыление.
• Бак для воды заключен во внешний декоративный корпус. Он бывает из нержавейки, обычной стали с эмалированным покрытием или пластика.
• Между накопительным баком и наружным корпусом пространство заполнено теплоизоляционным материалом – пенополиуретаном.
• Лицевая область наружного корпуса водонагревателя оснащена термометром.
• Сердцем накопительного бойлера служит нагреватель. Электрический водонагреватель работает от встроенного элемента – ТЭНа (трубчатый электронагреватель). Газовые накопительные водонагреватели комплектуются горелкой и дымоходом.
• В нижней части накопительного бойлера выходят патрубки горячей и холодной воды. На патрубке холодной воды устанавливают предохранительный, а также обратный клапан. Первый – открывается от превышения давления воды внутри бака. Второй – не дает уйти воде из бака при отсутствии давления в водопроводе. Патрубок горячей воды соединен с трубкой забора.
• Электронный блок предназначен для управления работой накопительного водонагревателя. Он получает сигнал от термостата, датчики которого установлены внутри бака.
• Магниевый анод защищает стальной бак бойлера от электрохимической коррозии, отдавая ионы.

Монтаж и эксплуатация любого накопительного водонагревателя не вызывает затруднения у пользователя. Прибор кронштейнами крепят к стене. Подающий трубопровод может быть подключен только к водопроводу с холодной водой. В этом и заключается принцип работы бойлера, так как в нем нагревается именно холодная вода. Если вход накопительного водонагревателя подключить к централизованному ГВС квартиры, то корректное достижение температуры после подачи в бак горячей воды станет невозможным.

Принцип работы

Основной принцип работы накопительного водонагревателя заключается на послойном разделении жидкостей разных температур. По закону физики теплая вода находится вверху, а холодная снизу. Для полного представления, как работает бойлер, рассмотрим по порядку все действия:

• При открывании водопроводного крана начинается расход воды. Верхние слои горячей жидкости из бака бойлера через трубку забора направляются в трубопровод.
• Давление внутри бака водонагревателя становится меньше, чем в подающем водопроводе. Обратный клапан открывается и начинается подпитка холодной воды. Когда давление водопровода и внутри бака сравняется, обратный клапан закрывается. Во время подпитки холодная вода не смешивается с горячей благодаря рассекателю, установленному на конце подающего патрубка.
• О поступлении внутрь бака водонагревателя холодной воды сигнализирует датчик. Он дает команду блоку управления включить подогрев.
• На ТЭН подается электроэнергия, и вода греется до заданной температуры. У газового водонагревателя вместо электричества на горелку подается газ. Когда вода нагреется до нужной температуры, термостат отключает нагревательный элемент.

В работе накопительного водонагревателя происходит непрерывный цикл. Забранную горячую жидкость постоянно замещает холодная вода. Теплоизоляция под кожухом предотвращает быстрое остывание. Вода остается теплой в течение 2–3 суток.

Бойлер нужно правильно подобрать по мощности и объему. При большом разборе воды маломощная модель не справится с прогревом. На выходе жидкость не будет соответствовать заданной температуре.

Устройство и принцип работы электрического бойлера

Электрические водонагреватели считаются самыми востребованными у жильцов квартир и частных домов. Популярность обусловлена простотой монтажа и эксплуатации. На схеме в разрезе показано устройство накопительного водонагревателя. Давайте рассмотрим, как выглядит электрический бойлер изнутри:

• Рассматривать устройство накопительного электрического водонагревателя начнем с бака. Он бывает круглой или овальной формы. Заключен бак в декоративный кожух. Внутреннее пространство между двумя емкостями заполнено пенополиуретаном.
• Особенностью устройства электрического водонагревателя является наличие ТЭНа. Элемент установлен снизу бака бойлера на фланцевом соединении.
• Включением и выключением ТЭНа управляет термостат. Любой водонагреватель накопительный работает без превышения максимально допустимой температуры. У электрических бойлеров этот показатель равен 75 о С.
• Водонагреватель имеет защиту. В случае выхода из строя термостата ТЭН будет обесточен при достижении критической температуры воды 85 о С.
• Забор горячей воды осуществляется через трубку, конец которой выведен к верхней части бака бойлера. Для подпитки холодной воды снизу бака вмонтирован патрубок.
• Магниевый анод защищает корпус бака от коррозии. По истечении 2–3 лет элемент разрушается и его нужно менять.
• О работе водонагревателя сигнализирует индикаторная лампочка.

Зная, как устроен бойлер, можно разобраться с его работой. Холодная вода поступает внутрь бака бойлера через патрубок. Датчик посылает сигнал блоку управления, который с помощью термостата подает напряжение на ТЭН. Вода нагревается до заданной температуры. Датчик подает новый сигнал, и термостат прерывает подачу напряжения. После забора горячей воды цикл повторяется.

Разновидности ТЭНов

По принципу действия ТЭНы одинаковы. Нагревательным элементом выступает спираль. А вот по исполнению ТЭНы отличаются и делятся на два вида:

Мокрый ТЭН состоит из спирали, герметично запаянной внутри медной трубки. В качестве наполнителя используют кварцевый песок. Он играет роль изолятора и предотвращает прикасание спирали к внутренним стенкам медной трубки. Достоинство мокрого ТЭНа в низкой стоимости. Недостаток – большой размер и низкий показатель электробезопасности. При повреждении медной трубки или прикосновения к ней спирали возникает пробой. В результате человек, пользующийся горячей водой, получает удар током.

Накопительный водонагреватель с сухим ТЭНом стоит дороже, но он безопаснее и отличается длительным сроком эксплуатации. Компактные размеры позволяют вмонтировать в бойлер два нагревателя. Самым надежным считается сухой ТЭН, наборной корпус которого сделан из стеатита.

Устройство и принцип работы газового прибора для нагрева воды

По устройству и принципу работы газовый бойлер немного отличается от своего электрического собрата. Газовому водонагревателю присущ все тот же бак, заключенный в кожух с утеплителем из пенополиуретана. Защитой служит анод. Подача холодной и забор горячей воды происходит через вмонтированные в бак трубки. Включением и выключением подогрева управляет термостат. На этом все сходства заканчиваются. Руководствуясь схемой, более подробно рассмотрим устройство бойлера, чтобы выявить основные отличия газового прибора:

• Основным отличием от электрического бойлера является наличие газового устройства для нагрева воды – горелки.
• Подключение к газовой магистрали осуществляется через блок. Внутри него установлен редуктор, который соединен трубкой с форсункой горелки.
• Конструкция бака накопительного водонагревателя существенно отличается от электрического аналога наличием дымохода. Он состоит из стальной трубы, вертикально вваренной через весь бак. Сверху дымоход соединен с вытяжным колпаком. По нему осуществляется отвод продуктов сгорания на улицу.
• Внутри дымохода вмонтирован рассекатель. Его пластины забирают тепло отводящихся газов и отдают воде. Получается двойной обогрев: от горелки и рассекателя.
• Из-за разницы температур холодной воды и пламени горелки в дымоходе образуется конденсат. Для его сбора под горелкой установлено кольцо.

Работает газовый водонагреватель по аналогичному принципу, что и электрический бойлер. Отличие только в том, что электронный блок с термостатом управляют работой горелки. При понижении температуры на форсунку подается газ и происходит розжиг. Когда температура воды достигнет заданных параметров, происходит отключение горелки.

Газовые водонагреватели пользуются малым спросом из-за сложности установки. Потребуется составлять проект, а монтаж разрешен только специалистам газовой службы. Однако неоспоримым плюсом является экономия из-за более низкой цены на газ.

Из двух рассмотренных вариантов первое место отдают электрическим накопительным водонагревателям. Прибор можно самостоятельно установить в любом месте. Главное, обеспечить бесперебойную подачу холодной воды под давлением.

Какой бойлер выбрать – сравнение по принципу работы, сложности подключения и цене

Из-за сложившихся стереотипов название «бойлер» часто ассоциируется с электрическим водогрейным баком. Хотя существуют и другие версии бытовых приборов, обеспечивающих автономное горячее водоснабжение частных домов и квартир. В определенных условиях использование газовых аппаратов и емкостей косвенного нагрева гораздо выгоднее и комфортнее. Чтобы выбрать накопительный водонагреватель, стоит сравнить принцип работы бойлеров различных типов, нюансы подключения и особенности эксплуатации.

Что важно знать о бойлере электрическом

Конструкция водонагревательного прибора, изображенного ниже на схеме, включает следующие элементы:

• внешний металлический корпус цилиндрической либо прямоугольной формы, оснащенный кронштейном настенного крепления;
• внутренний бак из эмалированной или нержавеющей стали;
• нагреватель – ТЭН мощностью 1.5—2.5 кВт, установленный вертикально в нижней зоне емкости;
• магниевый либо титановый анод;
• термостат – выносной или вмонтированный в ТЭН;
• трубки подачи холодной и отбора горячей воды;
• термометр;
• обязательный элемент обвязки — обратный предохранительный клапан «два в одном» обычно идет в комплекте с подогревателем;
• органы управления, расположены на нижнем торце цилиндрического бака либо на передней панели прямоугольной версии.

Примечание. Пространство между наружным кожухом и внутренним водяным резервуаром заполнено полимерным утеплителем. В дешевых моделях применяются обычные трубчатые электронагреватели, в более дорогих – ТЭНы «сухого» типа с керамической защитой от накипи.

Схема электронагревательного бака вертикального монтажа. ТЭН располагается внизу, трубка забора горячей воды – вверху

Как работает бойлер с электрическим нагревом:

1. После установки и подключения (схема показана в следующем разделе статьи) внутренний объем резервуара заполняется холодной водой через трубку, выходящую в нижнюю часть бака.
2. Дальше следует включение и нагрев массы воды ТЭНом. Когда температура достигает установленного либо максимального значения, терморегулятор отключает электронагреватель.
3. Водоразбор производится через трубку, заканчивающуюся в верхней зоне емкости, где температура воды достигает высшей точки. Одновременно идет подпитка бака из водопровода через нижнюю трубку.
4. В процессе работы системы ГВС вода в резервуаре охлаждается, термостат автоматически включает нагревательный элемент. Если водоразбор отсутствует, содержимое бака периодически подогревается ТЭНом, дабы поддерживать нужную температуру.

Справка. Максимальная температура нагрева большинства бойлеров составляет 75 градусов, рекомендованная для экономии электричества – 55 °С. Некоторые модели оборудованы датчиком перегрева, отключающим ТЭН по достижении порога +85 °С.

Поскольку корпуса трубчатого нагревателя и резервуара сделаны из разнородных металлов (медь, сталь), рядом с ТЭНом устанавливается магниевый анод. Цель – предотвратить разрушение стенок емкости электрохимической коррозией. Подробнее принцип действия и устройство бойлера для нагрева воды разъясняется на видео:

Схема подключения

Установка и подсоединение электрического водонагревателя к трубам не представляет никакой сложности и при желании выполняется самостоятельно:

1. Закрепите бак на стене, используя штатные скобы. Помещение для расположения бойлера – кухня, ванная комната или котельная.
2. Подключите аппарат к водопроводу и сети ГВС, ориентируясь по схеме.
3. Электропитание обеспечивается от обычной розетки, оснащенной заземляющим контактом.

Поясним функции некоторых деталей обвязки. Ключевой элемент – клапан «2 в 1», устанавливаемый на входе бойлера и решающий 3 задачи:

• не допустить опорожнения емкости обратно в трубу водопровода;
• сбрасывать лишнее давление, возникающее в результате нагрева и расширения жидкости внутри закрытого бака;
• принудительный слив воды.

Остальная запорная арматура нужна для удобства ремонта и чистки водонагревателя. Чтобы вытащить негодный магниевый анод, емкость надо опорожнить. Сброс через носик штатного клапана происходит слишком долго из-за малого проходного сечения, лучше поставить тройник и дополнительный кран.

Замечание. Схема быстрого слива особенно актуальна в дачных домах с периодическим отоплением. Дабы уберечь водопровод от размораживания зимой, хозяевам перед отъездом приходится каждый раз опорожнять систему.

Американки и отсекающие краны пригодятся в случае поломки, когда нагреватель требуется снять и отремонтировать без разборки водяных магистралей. Зачем нужен фильтр на входе в здание, знает любой здравомыслящий домовладелец.

Преимущества и недостатки

Перечисляя достоинства бойлеров, мы не станем упоминать особенности, присущие всем накопительным нагревателям. Плюсы электрических аппаратов:

• доступная цена водонагревателя;
• простота монтажа и обвязки;
• разрешение на подключение к электросети не требуется;
• относительно небольшие размеры;
• исполнение агрегатов – вертикальное или горизонтальное, настенное либо напольное;
• обслуживание – не чаще 1 раза в 2—3 года, выполняется самостоятельно.

Справка. Стоимость емкостного водонагревателя с баком 100 л стартует от 120 у. е. (модель «Аристон» SB R 100 V). Китайские аналоги обойдутся еще дешевле.

Так выглядит отработанный магниевый стержень сравнительно с новым

Обслуживание бойлера включает промывку, очистку, замену магниевого анода. Если прозевать момент критического износа анода, электрохимическая коррозия возьмется за медь греющего элемента и металл бака. Проржавевшая емкость не восстанавливается – нужно покупать новый аппарат. То же самое со сгоревшим ТЭНом.

Теперь о минусах электроприборов:

• по скорости нагрева (около 2 часов) изделия проигрывают газовым и косвенным аппаратам идентичного объема;
• потребление недешевого энергоносителя;
• невозможность проверить состояние анода без разборки агрегата;
• ограниченная вместительность.

Электронагреватели чувствительны к жесткости воды. Чем выше содержание солей магния и кальция, тем скорее «тает» анод и толще слой накипи на стенках и корпусе ТЭНа. Вопрос решается ежегодной чисткой.

За 2–3 года эксплуатации с жесткой водой ТЭН покрывается слоем накипи, анод разрушается до основания. Чистить водонагреватель лучше 1 раз в год

Газовые накопительные водонагреватели

Внешне агрегат напоминает вертикальную версию электрического накопителя – корпус цилиндрической формы, штуцеры подвода труб и термометр на лицевой стороне. Только сверху появился патрубок дымохода, а снизу – дополнительная секция с газовым оборудованием.

Внутреннее устройство бойлера, использующего природный либо сжиженный газ, имеет существенные отличия:

• в нижней дополнительной секции находится открытая (атмосферная) камера сгорания и газовая горелка;
• бак пронизывает вертикальная жаровая труба, отводящая продукты горения наружу через внешний патрубок с колпаком;
• внутрь дымоотвода помещен датчик тяги и турбулизатор, заставляющий раскаленные газы двигаться медленнее и активно обмениваться теплом с водяным резервуаром;
• снизу под горелкой расположена емкость сбора конденсата;
• подачей топлива ведает автоматика безопасности – энергонезависимый газовый клапан SIT Group или другого производителя;
• в баке предусмотрена погружная гильза датчика термостата, соединенного капиллярной трубкой с клапаном безопасности.

Примечание. Указанные автоматические клапаны применяются в газовых котлах напольного типа. Алгоритм работы абсолютно одинаков для всех установок: элемент закрывает подачу горючего, когда исчезает тяга, тухнет пламя или падает давление газа в трубе. Подробный обзор функций газовой автоматики читайте в соответствующем разделе нашего ресурса.

Принцип работы данного вида бойлеров заключается в двойном нагреве бака с водой – непосредственно от горелки и теплотой дымовых газов. Как функционирует газоиспользующий водонагреватель:

1. После открытия клапана газ поступает на запальник, где вручную поджигается искрой от пьезоэлектрической кнопки. Когда пользователь выставляет желаемую температуру поворотом регулятора, включается в работу основная горелка.
2. Масса воды нагревается от камеры сгорания и дымохода, образующийся конденсат стекает в специальную емкость и постепенно испаряется.
3. По достижении заданной температуры срабатывает термостат, автоматика выключает основную горелку.
4. При охлаждении или водоразборе горение автоматически возобновляется.

Уточнение. В более современных моделях газовых бойлеров, например, Baxi SAG3 100, система розжига работает без постоянно горящего запальника. Искра на специальном электроде вырабатывается с помощью батареек, как сделано на многих проточных водонагревателях (то бишь, газовых колонках).

В остальном конструкция бойлера аналогична электроаппаратам. Трубка холодной воды находится внизу, забор для ГВС – вверху, металл от коррозии защищает магниевый анод. В напольном исполнении соединительные патрубки выходят из верхней крышки бака. Очень доходчиво принцип действия агрегата показан в англоязычном видеоролике:

Нюансы монтажа

Подключение бойлера к домашнему водопроводу делается по аналогии с электронагревателем – на выходе ставится запорная арматура, предохранительный обратный клапан и система быстрого опорожнения. Другое дело – подсоединение топливной магистрали, здесь начинают действовать строгие правила, единые для всех газоиспользующих установок:

• даже если газ заведен в дом, нужно выполнить либо откорректировать проект, где будет отражено размещение аппарата и схема подключения;
• необходим полноценный дымоход, построенный согласно требованиям СНиП;
• в помещении предусматривается приточно-вытяжная вентиляция, способная обеспечить нормативный воздухообмен (3 объема комнаты в час плюс воздух на горение);
• высота потолков комнаты – не ниже 2.5 м, минимальный объем – 15 кубов.

Совет. Чтобы специально не обустраивать помещение под водонагреватель, последний лучше сразу ставить в котельную, где уже организована вентиляция и сделан дымоходный канал. Более детально требования к монтажу и порядок присоединения изложен в руководстве по установке газового котла.

Водонагревателю требуется отдельный дымоходный канал. Колпак над отверстием – это прерыватель тяги, предохраняющий горелку от задувания ветром

Плюсы и минусы газовых аппаратов

Бойлер, использующий природный газ, — товар специфический. Судите сами: в странах СНГ, где этот энергоноситель продается по невысокой цене, проще сразу поставить двухконтурный газовый котел либо использовать одноконтурный с баком косвенного нагрева. В Украине и странах Евросоюза подобная покупка бессмысленна.

Поскольку первый вариант не обеспечит нужный расход ГВС, а второй требует приличных вложений, существует компромиссное решение – проточный нагреватель (колонка). Поэтому, учитывая цену накопителя, сторонников газовых бойлеров остается немного.

Справка. Качественный емкостной водонагреватель на 100 литров известной фирмы Baxi обойдется в 450 у. е. Это сопоставимо с настенным турбированным котлом мощностью 24 кВт того же бренда.

Другой существенный недостаток водонагревателя — проблематичный монтаж, связанный с оформлением разрешений на установку газоиспользующего оборудования. Процедура утомительная и вовсе не бесплатная.

Перечислив негативные стороны бойлеров, попытаемся уравновесить их позитивом:

1. По скорости нагрева аппараты являются рекордсменами среди всех накопителей. Бак вместительностью 100 л готов к использованию спустя 20…30 минут после запуска горелки.
2. Водонагреватели не нуждаются в повышенном внимании и частом обслуживании, профилактику рекомендуется делать ежегодно.
3. Дешевизна энергоносителей для жителей РФ, Казахстана и других стран СНГ.

По надежности работы водогрейного оборудования есть вопросы. Пользователи нередко отмечают прогорание стыков неподалеку от дымовой трубы, ведущее к протечкам резервуара. Другие неисправности типичны – засоры сопла запальника, выход из строя термопары и проблемы в электрической цепи датчика тяги.

Емкости косвенного нагрева

Если сравнивать конструкции разных водонагревателей, то косвенный бойлер — это самый простой и надежный вариант накопительного бака для ГВС. Агрегат не производит тепло самостоятельно, а получает энергию извне, от любого водогрейного котла. Для этого внутри утепленного резервуара установлен теплообменник – змеевик, куда подается горячий теплоноситель.

Уточнение. Недорогие версии водонагревателей комплектуются единственным теплообменником, нагревающим воду в баке. Бивалентные модели оснащаются 2 змеевиками, чтобы соединять агрегат с несколькими источниками тепла, например, котлом и солнечными коллекторами.

Строение бойлера повторяет предыдущие конструкции, только без горелок и ТЭНов. Главный теплообменник находится в нижней зоне бочки, вторичный – в верхней. Соответствующим образом расположены все патрубки, от коррозии бак защищен магниевым анодом. Как функционирует «косвенник»:

1. От котла в змеевик поступает теплоноситель, нагретый до 80—90 градусов (минимум – 60 °С). Циркуляцию через теплообменник обеспечивает насос котлового контура.
2. Вода в резервуаре прогревается до 60—70 °С. Скорость набора температуры зависит от мощности теплогенератора и начальной температуры холодной воды.
3. Водоразбор идет из верхней зоны бака, подача из магистрали – в нижнюю.
4. Увеличение объема воды при нагреве воспринимает расширительный бачок, установленный на «холодной» стороне и выдерживающий давление 7 Бар. Его полезный объем рассчитывается как 1/5 от вместительности резервуара, минимум — 1/10.
5. Рядом с бачком обязательно ставится воздухоотводчик, предохранительный и обратный клапан.
6. В корпусе предусмотрена гильза под температурный датчик терморегулятора. Последний управляет трехходовым клапаном, переключающим потоки теплоносителя между ветками отопления и ГВС.

Важный момент. Теплоноситель движется по змеевику от верхнего патрубка к нижнему, обеспечивая послойную загрузку водонагревателя.

Водопроводные патрубки резервуара условно не показаны

Типовая схема обвязки

Косвенные бойлеры производятся в горизонтальном и вертикальном исполнении, емкость – от 75 до 1000 литров. Бывают комбинированные модели с дополнительным источником нагрева – ТЭНом, поддерживающим температуру в случае остановки теплогенератора либо прогорания дров в топке ТТ-котла. Как правильно обвязать косвенный нагреватель с настенным отопителем, показано выше на схеме.

Насос теплообменного контура включается по команде контактного термостата, установленного в греющей емкости

Далеко не все дровяные и газовые котлы оснащены «мозгами» — электроникой, управляющей нагревом и работой циркуляционного насоса. Тогда нужно установить отдельный перекачивающий агрегат и соединить с бойлером по схеме, предложенной нашим экспертом в учебном видеосюжете:

Позитивные и негативные моменты

По сравнению с газовыми моделями бойлеров «косвенники» недороги. Например, настенный агрегат венгерского производителя Hajdu AQ IND FC 100 л стоит 290 у. е. Но не забываем: водогрейный бак не способен работать самостоятельно, без источника тепла. Нужно учесть расходы на обвязку – приобретение клапанов, термостата, циркуляционного насоса и труб с фитингами.

Замечание. Если вы захотите собрать схему с рециркуляцией ГВС, то понадобится дополнительный насос, термостат и обратный клапан.

Чем хорош бойлер косвенного нагрева:

• нагрев воды от любого теплосилового оборудования, солнечных коллекторов и электрических ТЭНов;
• большой запас производительности по ГВС;
• надежность в работе, минимум обслуживания (раз в месяц прогрев до максимума от легионеллы и своевременная замена анода);
• время загрузки бойлера можно регулировать , например, перенести на ночь.

Главное условие правильной работы агрегата – достаточная мощность тепловой установки. Если котел подобран чисто под систему отопления без запаса, присоединенный бойлер не даст прогреть жилище либо вы останетесь без горячей воды.

Чтобы из смесителей сразу шла горячая вода, стоит смонтировать обратную линию рециркуляции с отдельным насосом

Недостатки косвенного греющего бака – приличные размеры (маленькие ставят реже) и необходимость топить котел летом для обеспечения ГВС. Указанные минусы нельзя назвать критическими, особенно на фоне высокой производительности и универсальности подобного оборудования.

В заключение рекомендации по выбору

Домовладельцам с ограниченным бюджетом остается лишь выбрать подходящую модель электронагревательного аппарата. Это самый доступный вариант по затратам на покупку и установку оборудования. Впоследствии придется экономить электроэнергию и мириться с неудобствами эксплуатации – длительный прогрев и небольшая емкость бака.

Какой бойлер лучше выбрать исходя из условий проживания и наличия отопительного оборудования:

1. В многоквартирном доме проще и быстрее всего поставить электронагреватель. На монтаж любого газового аппарата нужно получить разрешение, а «косвенник» негде размещать и нечем нагревать.
2. Лучшее решение для частного дома – «бочка» косвенного нагрева. Установив бак на 200—300 л, вы однозначно закроете вопрос по ГВС.
3. Если в помещении топочной не хватает места, приобретите косвенный бойлер в настенном горизонтальном исполнении.
4. При подборе аппарата любого типа обратите внимание на материал, из которого сделан анод. На смену магниевым элементам приходят более долговечные титановые стержни.
5. При недостаточной мощности котла подключение дополнительного бака противопоказано. Есть 3 способа решения проблемы: заменить теплогенератор, купить электрический накопитель или установить газовый бойлер. По соотношению комфорт/стоимость монтажа последний вариант выглядит предпочтительнее.

Примечание. Если в доме уже работает газовый котел, то получение разрешения на подсоединение дополнительного оборудования упрощается. Придется откорректировать существующий проект и согласовать документацию с поставщиком газа.

Безусловным лидером рейтинга накопительных бытовых нагревателей является бойлер, работающий на электричестве. Популярность обусловлена доступной ценой, простотой и оперативностью подключения – аппарат ставится буквально за 1 день.

Устройство и принцип работы бойлера

В нынешнее время автономное горячее водоснабжение в квартирах и частных домах становится все более популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно постепенно уходит в прошлое. На смену ему приходят водонагреватели различных конструкций, самые распространенные из них – аппараты накопительного типа. В данной статье мы как раз и рассмотрим устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды.

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

• электрические накопительные нагреватели;
• бойлеры косвенного нагрева;
• газовые бойлеры;
• проточные нагреватели.

Примечание. В прямом переводе с английского слово «бойлер» означает «котел». Это значит, что к ним относятся не только накопительные, но и всяческие проточные водонагреватели. Не принимать их во внимание будет некорректным по отношению к пользователям.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности — относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

• сталь с эмалированным покрытием;
• нержавеющая сталь;
• пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание. Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2—3 года.

Бойлеры косвенного нагрева

Эти аппараты не производят тепловую энергию самостоятельно, хотя некоторые модели имеют встроенный ТЭН для поддержания температуры воды в разных ситуациях. В обычном режиме бойлер готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему теплоносителем. Ниже на схеме показано устройство бойлера косвенного нагрева:

В утепленный бак большой емкости (бывает до 1000 л) встроен змеевик с подведенным к нему теплоносителем от котла. Как и в электрическом бойлере, подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Агрегат способен обеспечить значительный расход горячей воды, а потому применяется в частных домах с большим числом потребителей.

Обычный обмен теплом между средами с разной температурой – это и есть принцип работы бойлера косвенного нагрева. Но чтобы получить воду из крана с температурой 55 ºС, котел должен нагревать теплоноситель минимум до 80 ºС, это один из недостатков данного водонагревателя. Второй недостаток – длительное время загрузки бака большой емкости, так что в случае интенсивного водоразбора проживающим в доме людям надо приспособиться пользоваться ГВС по определенному графику.

Как и электрические бойлеры, водонагреватели косвенного нагрева оснащены магниевым анодом для защиты стального бака от коррозии. Боле сложные и дорогие модели оборудованы двумя змеевиками, через один протекает теплоноситель от котла, а второй можно присоединить к альтернативному источнику тепловой энергии. Им может служить другой котел либо солнечный коллектор. Для поддержания температуры в разных ситуациях в верхнюю зону емкости встраивается ТЭН с термостатом.

Агрегаты косвенного нагрева производятся в настенном и напольном исполнении, могут работать с любыми источниками тепловой энергии. Производители котельного оборудования часто предлагают их в связке с двухконтурными котлами. В этом случае теплогенератор поддерживает температуру отопления и загружает бойлер, поочередно переключаясь между этими двумя системами.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Достоинство накопительных водонагревателей состоит в том, что они сходу могут выдать большой расход воды для ГВС, но в течение ограниченного промежутка времени. После этого им требуется перерыв для приготовления очередной порции воды.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

• газовые колонки;
• проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Заключение

Если распределить все перечисленные приборы по популярности, то первое место уверенно займут электрические бойлеры, причины этому понятны. На втором месте находятся газовые колонки, третье остается за бойлерами косвенного нагрева.