Трубчатый теплообменник в водонагревателе что это

Обновлено: 16.05.2024

Конструкция, принцип действия емкостных водонагревателей. Основные причины выхода из строя. Методы защиты от коррозии.

При всем многообразии по принципу действия известны два типа этих устройств: проточный и емкостной водонагреватель (он же аккумулирующий, то есть накопительный). Напомним основные конструктивные особенности и принципы действия водонагревателей для дома.

Условия для применения водонагревателей

Проточные водонагреватели применяются при наличии мощности, которая может обеспечить пиковое водопотребление. К достоинствам этих водонагревателей можно отнести их компактность, недостатков практически нет, кроме одного – установленная мощность проточного водонагревателя должна соответствовать потреблению максимального пикового часа.

Для пикового расхода 12 м3/ч необходим проточный водонагреватель (пластинчатый теплообменник и т.д.) тепловой мощностью 0,6 Гкал/ч, или 698 кВт. Это условие не всегда выполнимо: при реконструкции уже существующего объекта, на котором по новым условиям требуются дополнительные мощности на ГВС, или на новостройке в уже заселенном районе, где тепловые (или электрические) сети не имеют запаса по подключению дополнительных мощностей. Тогда введение дополнительных мощностей ГВС влечет за собой полную реконструкцию снабжающих тепловых сетей. Именно для этих условий и подходят тепловые узлы ГВС на базе емкостных водонагревателей.

Емкостные водонагреватели при меньшей установленной мощности накапливают во внутреннем теплоизолированном баке необходимое количество воды, обеспечивающее пиковый расход. Это их основное преимущество – аккумулировать тепло в виде горячей воды при относительно небольшой часовой мощности. Поскольку на большинстве объектов пиковое водопотребление носит не постоянный, а циклический характер, то дополнительных лимитов на отпуск тепла для ГВС не требуется. За 3–4 ч на небольшой тепловой мощности можно подготовить и аккумулировать горячую воду для полного максимального пика. Понятно, что аккумулятор горячей воды должен иметь объем, обеспечивающий максимальное пиковое потребление.

В этом кроется небольшой недостаток – аккумулирующему водонагревателю требуется больше места в тепловом узле, чем проточному. Поэтому аккумулирующие водонагреватели промышленных объемов обычно изготавливаются в виде цилиндра диаметром 1–2 м и высотой 1,5–3 м, чтобы они занимали меньшую площадь пола. Можно применить практически все принципы энергоресурсосбережения, используя аккумулирующие водонагреватели:

Конструкция и принцип действия этих водонагревателей практически одинаковы независимо от производителя (рис. 1). Это внутренний бак, защищенный от тепловых потерь эффективной теплоизоляцией (пенополиуретаном, полиуретаном, минватой или любой термически стойкой теплоизоляцией), в котором накапливается горячая вода. В бак встроены нагреватели воды.

В зависимости от вида поставляемого энергоносителя для нагрева воды используются топливные горелки, встроенные водяные или паровые теплообменники, электрические трубчатые нагреватели. Многие производители предлагают комбинацию из этих нагревателей: один используется как основной источник нагрева, другой – как резервный. Для использования в схемах ГВС утилизированного тепла (от кондиционеров и т.д.) в аккумулирующие водонагреватели встраиваются теплообменники или эксплуатируются внешние пластинчатые.

Причины выхода из строя емкостных водонагревателей

Основными причинами, сокращающими срок эксплуатации емкостного водонагревателя и приводящими к выходу из строя, являются коррозия, а также накипь, в результате которой снижается кпд прибора.

Перед тем как подробно рассматривать эти причины, необходимо остановиться на некоторых свойствах воды.

Вода – не только составляющая всех живых организмов и всего живого, это одновременно электролит (электропроводящий раствор) и универсальный растворитель.

При наличии даже небольшого электрического поля в воде емкостного нагревателя обязательно будут протекать гальванические токи. Вода как универсальный растворитель растворяет даже то, что не может растворить такая агрессивная среда, как кислота. И если в емкости нагревателя присутствуют хотя бы два различных металла, то оба металла будут передавать свои ионы электролиту, то есть воде.

Если бы электромагнитное поле было постоянным, а раствор электролита не пополнялся, то тогда наступил бы момент равновесия – раствор электролита стал бы насыщенным и все ионы перешли бы в раствор и на противоположно заряженные электроды. Но поскольку в емкостных водонагревателях вода обновляется, то коррозия ввиду постоянного переноса ионов в электролит будет всегда.

Виды коррозии и методы защиты электрических емкостных водонагревателей

Первая причина, сокращающая срок службы емкостного водонагревателя, – это коррозия, напрямую связанная со свойствами воды.

Гальваническая коррозия

Отдельный вид коррозии, возникающий даже в отсутствие электромагнитного поля, то есть во всех водонагревателях, даже неэлектрических. Эта коррозия происходит из-за прямого контакта в электролите двух различных металлов. Металл, имеющий больший отрицательный потенциал, разрушается быстрее. Железо имеет потенциал –0,63 В, медь –0,2 В. При соединении железа с медью разрушаться будет железо, даже при отсутствии воды как электролита.

Если металлы соприкасаются с водой, разрушение будет еще более быстрым, ввиду того что вода является хорошим электролитом. Поэтому так важно при гидравлической обвязке водонагревателя использовать трубы и фитинги из того же металла, к которому они присоединяются (табл. 1).

Таблица. Потенциалы некоторых металлов, наиболее часто используемых в водонагревателях и гидравлической обвязке

Как вариант можно использовать пластиковые трубы и фитинги при условии, что они подходят по параметрам температуры воды и давления в магистралях.

Электролитическая коррозия

Если разнородные металлы находятся в одной емкости с водой, возникает электролитическая коррозия, даже если металлы не контактируют друг с другом, так как вода – электролит и ионы металла передаются в раствор электролита. В этом случае металл, имеющий больший отрицательный потенциал, становится анодом; металл, имеющий меньший отрицательный потенциал, выступает в роли катода. В процессе коррозии анод имеет большую тенденцию к переходу в раствор электролита, чем катод.

Кстати, на этой же теоретической базе и основана анодная защита водонагревателей. Это наиболее распространенная защита осуществляется путем установки внутрь емкости металла с большим электроотрицательным потенциалом. В основном применяют магний, алюминий и их сплавы, так как они развивают в растворе электролита (воды) наибольший потенциал в отличие от металлов, из которых производятся внутренние емкости водонагревателей. Таким образом, анод будет снабжать электронами корпус емкости и нагревателя, и коррозия будет переноситься с металла емкости на анод, который постепенно разрушится. Такой анод часто называют жертвенным. Поэтому анод делается быстросъемным, рекомендуется периодически его проверять.

Если рассматривать подвергшуюся коррозии внутреннюю емкость аккумулирующего водонагревателя, освобожденного от теплоизоляции, то в месте, где внутренняя емкость соприкасалась посредством точечной сварки с поддоном оболочки (на стыке двух разнородных металлов), можно увидеть сквозное ржавление. Это случилось именно в этом месте, поскольку флюс сварки содержал несоответствующий металл, а жертвенный анод к этому времени уже имел большой износ и не был вовремя заменен.

Наименее подвержены коррозии электрические емкостные водонагреватели, корпус которых сделан из нержавеющей стали или покрыт чистой листовой медью. Это основной принцип, которым необходимо руководствоваться при выборе водонагревателя. На водонагреватели, выполненные из нержавейки и меди, производители дают беспрецедентно большие сроки гарантий на внутренний бак емкости.

Защита внутренней емкости водонагревателя от коррозии

Защита, называемая барьерной, применяется всеми производителями, выпускающими водонагреватели из обычной стали. На внутреннюю поверхность бака наносится состав, поддерживающий высокое электрическое сопротивление на поверхности. Это ограничивает доступ ионных частиц к подверженному коррозии металлу, а также доступ кислорода, который участвует в катодной электрохимической коррозии, поскольку внутренняя, соприкасающаяся с водой поверхность бака выступает в роли катода. Поэтому такая защита иногда называется катодной.

Для защитных покрытий внутренних поверхностей стальных баков используются неметаллические вещества, имеющие хорошее сопротивление: эмали, кремнеорганические соединения, стеклофарфор, многокомпонентные органические и неорганические соединения. Такой способ вместе с жертвенным анодом позволяет продлить срок службы внутреннего бака-аккумулятора, обезопасив его от сквозного ржавления. Но это рано или поздно произойдет.

Пока что не существует стопроцентной барьерной защиты по причине разных тепловых расширений у металла и барьерного покрытия. Если циклы нагрева сменяются полным опустошением воды в баке, в котором холодная вода быстро заменяет горячую, то покрытие стремительно растрескивается. Через микротрещины вода все-таки достигает железной поверхности, и коррозии не избежать.

Потому аккумулирующие водонагреватели, баки которых сделаны из цельного металла, мало подверженного коррозии, служат не один десяток лет. Это баки из нержавеющей стали и меди. Такие аккумулирующие водонагреватели дороже, но в данном случае затраты оправданны.

Образование накипи и снижение кпд водонагревателя

Это два взаимосвязанных понятия. Образование накипи, снижающей теплопередачу водонагревателя, является одной из распространенных причин выхода оборудования из строя. Накипь образуется при работе водонагревателя с так называемой жесткой водой, содержащей соли кальция и магния, которые при нагревании выпадают в твердый осадок. Изначально этот осадок мягкий и пористый, но с течением времени накипь, захватывая микрочастицы глины и силикатов, превращается в твердое соединение, похожее на керамику. Эти отложения сложно удалить, и со временем проблема становится трудноразрешимой.

Рассмотрим механизм образования накипи подробнее для того, чтобы понимать, что происходит с водонагревателем и какими методами можно противостоять процессу.

При нагреве жесткой воды образуются осадки солей кальция и магния. Чем выше температура воды, тем больше осадок, который в ней образуется. Опытным путем выяснено, что количество накипи, образующейся при температуре воды около 80 °С, в семь раз превышает количество накипи при температуре нагрева до 60 °С. Понятно, что самые большие отложения образуются на поверхностях, которые нагревают воду, поскольку это самая горячая часть в аккумулирующем водонагревателе. В электрических емкостных водонагревателях наибольшие отложения образуются на трубчатых электронагревательных элементах.

Затвердевшая накипь имеет хорошие теплоизолирующие свойства. У нагревательного элемента, покрытого такими отложениями, уменьшается способность нагревать окружающую его воду. Отсюда и снижение кпд нагревающей части, в свою очередь ведущее к перерасходу энергоносителя. Исследования этого процесса показывают, что накипь толщиной 3 мм снижает теплопередачу на 25–30% (в зависимости от того, какой энергоноситель используется), что и ведет к перерасходу энергии. И в результате большое количество накипи приводит к полной изоляции нагревательного элемента от воды, нагревающая часть во внутренней емкости перегревается и выходит из строя.

Методы предотвращения накипи

Существует несколько методов, позволяющих бороться с негативными процессами, связанными с образованием накипи.

Как упоминалось выше, толщина слоя накипи зависит от температуры воды. Если никакие другие методы защиты недоступны, необходимо не греть воду выше 65 °С. Недостаток такой простой превентивной защиты состоит в том, что приходится аккумулировать меньшее количество горячей воды из-за снижения ее температуры. В этом случае требуется также периодически убирать твердые отложения на нагревательном элементе емкости. Многие производители нагревательные элементы делают быстросъемными – на резьбе или на фланцевых соединениях.

Рис. 2. Конструкция емкостного водонагревателя для жесткой воды. 1 – выход горячей расходной воды ; 2 – термостат (или указательный термометр); 3 – патрубок входа контура нагревающего бака; 4 – подача холодной воды ; 5 – патрубок выхода контура нагревающего бака; 6 – электрические трубчатые нагревательные элементы, встроенные в нагревающий бак.

Установка умягчителя воды или устройства для удаления гидрокарбонатов кальция и магния – эффективный и единственный способ предотвращения образования накипи.

В последнее время все большее распространение получили так называемые магнитные поляризаторы, абсорбирующие на своей поверхности растворенные в воде соли кальция и магния до поступления их в бак. Такой поляризатор имеет магнитное поле небольшого отрицательного потенциала, позволяющее удерживать на поверхности растворенные в воде анионы (Са+ и Mg+).

Еще один способ борьбы с накипью заключается в увеличении скорости потока жесткой воды до такой степени, чтобы все изначально мягкие отложения вымывались. И чем жестче вода, тем скорость потока должна быть выше. Вспомним конструкцию пластинчатого теплообменника: для увеличения скорости применяется особая конфигурация каналов, по которым идет расходная вода. Ламинарный поток расходной воды для увеличения скорости разбивается на несколько турбулентных потоков. Но, чтобы теплообмен был более эффективным при высоких скоростях, применяется метод встречных потоков нагревающего и расходного контуров. Для емкостных водонагревателей такой метод защиты неприменим, поскольку вода в них плавно подогревается в режиме накопления, то есть в практически неподвижном состоянии.

Выводы

Для емкостных водонагревателей существуют две опасности, сокращающие срок их службы: коррозия и накипь. Самые надежные водонагреватели, противостоящие коррозии, это цельнометаллические приборы из нержавеющей стали или стальные, покрытые изнутри сплошной листовой медью. Встроенные в них водонагревательные элементы также должны быть выполнены из меди или нержавейки.

Если для предприятия такие водонагреватели неоправданно дороги, следует выбирать стальные водонагреватели с наиболее стойкими к термическому расширению внутренними барьерными покрытиями. При использовании обычных стальных водонагревателей с внутренним барьерным покрытием необходимо наличие жертвенного анода. В этом случае надо быть готовым к тому, что придется часто проверять его состояние – приблизительно раз в полгода и при необходимости заменять его.

Если используемая вода обладает повышенной жесткостью, самым лучшим способом обезопасить водонагреватель от разрушительных последствий накипи будет предварительная водоподготовка с умягчителем воды или магнитным поляризатором. Благодаря этому из воды удаляются все инициаторы появления накипи до поступления ее в емкость. Встроенные в емкость нагреватели должны быть быстросъемными, что позволит при необходимости проводить плановую ревизию и очистку их от накипи.

При работе водонагревателя необходимо своевременно обращать внимание на увеличение времени нагрева воды. Если время нагрева стало больше, это означает, что встроенный нагреватель уже имеет твердые отложения накипи. В этом случае надо демонтировать нагреватель и очистить его поверхность от отложений механическим способом. Лучший метод защиты – выбор модели водонагревателя, специально разработанной производителем для жесткой воды.

Теплообменник – полезное в быту устройство, позволяющее передавать тепло от одного независимого источника к другому. Существует множество разновидностей и областей применения данного прибора.

Наиболее часто встречаемый вариант применения теплообменника – это нагрев воды от отопительной системы. Подробнее о теплообменниках для горячей воды от отопления поговорим в статье.

Что это такое?

Теплообменник представляет собой устройство, предназначенное для обмена теплом между двумя или более не связанными друг с другом напрямую носителями тепла. Чаще всего используется для нагрева воды напрямую от системы отопления.

Это позволяет существенно экономить на отоплении и электроэнергии, так как позволяет не тратить на нагрев воды дополнительную энергию, как в случае с электрическим или газовым водонагревателем.

Теоретически, можно рассмотреть вариант использования воды напрямую из отопительной системы, так как её качество не сильно отличается от воды, продающейся в супермаркетах. Однако, на практике, использовать её в бытовых целях нельзя.

Обусловлено это следующими причинами:

Замена воды в отопительных трубах – процесс затратный и требует денег.
Вливание новой воды отрицательно влияет на котлы, способствует быстрому изнашиванию системы.
В отопительных системах зачастую используются химические примеси, призванные смягчить воду.
Трубы в этих системах сами по себе имеют внутри себя множество отложений, стандарты их использования рассчитаны на техническую воду, а не на потребляемую человеком в пищу.

По вышеназванным причинам, использование воды напрямую из отопительных труб в бытовых и пищевых целях не представляется возможным, и для нагрева воды от тепловой системы обязательно использование теплообменника.

Какие плюсы даёт использование устройства?

Основными преимуществами, ради которых стоит установить данный прибор, являются:

Высокая эффективность. Теплообменник способен поставлять воду оптимальной температуры сразу в несколько мест в доме.
Экономичность. Устройство позволяет нагревать воду прямиком от отопления, не нужно устанавливать нагреватель и тратить дополнительно электричество и газ.
Небольшой размер. Прибор довольно компактен и не занимает много места.
Легкость установки и использования. Устройство просто установить, оно не требует частого обслуживания, легко поддаётся чистке.

Как устроен прибор?

Работа устройства состоит в том, что оно позволяет двум независимым друг от друга системам обмениваться теплом друг с другом.

В зависимости от конкретного типа прибора, трубы соединяются между собой пластинами, либо расположены особым образом, например, труба с носителем тепла находится внутри трубы с приёмником.

Вода быстро нагревается, не соприкасаясь при этом напрямую с источником тепла.

Устройство подключается к отоплению и к водопроводным трубам. Вода проходит через систему и нагревается от источника тепла, а после поступает к крану в нагретом состоянии.

По своей конструкции устройства данного класса подразделяются на две основных категории:

Для бытовых нужд используются устройства пластинчатого типа, благодаря большему удобству использования и эффективности, а также лёгкой транспортировке и установке. Среди трубчатых устройств в быту, как правило, используют кожухообразный вариант.

Пластинчатые

Пластинчатый тип теплообменников представляет собой конструкцию из пластин, установленных параллельно друг другу и соединённых в едином корпусе. Носитель и приёмник тепла протекают в отдельных трубах, подсоединяемых к коммуникациям на передней и задней панелях устройства.

Пластинчатые теплообменники подразделяются в свою очередь на три группы:

Плюсами разборных теплообменников являются удобство монтажа и использования.

Трубчатые

Данный тип устройств применяется в основном промышленности, а также в качестве элементов конструкции кондиционеров и холодильников.

Для нагрева воды применяются реже, так как для обеспечения той же эффективности, что и от пластичного типа, такое устройство должно обладать достаточно большими размерами.

Плюсом данного типа является высокая устойчивость к любым условиям и средам. Распространённой конструкцией является вариант, когда внутри одной широкой трубы располагается другая поуже. По внутренней трубе протекает носитель тепла, а по внешней – приёмник.

В свою очередь трубчатые обменники подразделяются на несколько типов:

Существует возможность соединения нескольких устройств данного типа для достижения большей эффективности.

Как рассчитать модель под конкретное здание?

При подборе конкретной модели прибора, необходимо учитывать следующие параметры:

количество жильцов в помещении;
объём воды, необходимый одному жильцу в сутки, стандартом считается норма потребления, равная 120 литрам на человека в день;
степень нагрева носителя тепла — в централизованных отопительных системах стандартом является нагрев, равный 60-ти градусам;
будет ли прибор работать круглые сутки, или планируется его периодически отключать;
температура воды в трубах в зимнее время года;
количество приборов, потребляющих горячую воду;
допустимый процент потери воды.

Производительность устройства необходимо рассчитывать для зимнего сезона, когда подразумевается наиболее активное использование горячей воды. За точным расчётом и подбором оборудования можно обратиться к компаниям-поставщикам.

Технические критерии выбора

При выборе теплообменника необходимо, прежде всего, обращать внимание на такие параметры, как конструкция и мощность прибора, а также его стоимость. При использовании прибора с ёмкостью для воды, немаловажную роль играет выбор бака подходящего объёма.

Конструкция

Для нагрева воды от отопительной системы используются приборы различных конструкций, отличающихся друг от друга скоростью и эффективностью нагрева:

Объём бака

Немаловажный фактор, который необходимо учитывать при выборе – это размер бака:

Для небольших помещений подойдёт бак на сто литров. Это компактный и экономичный вариант, наиболее простой в транспортировке. Стоит помнить, что малый объём воды сохраняет тепло значительно меньшее время, поэтому нагревать его придётся чаще.
Для большинства частных домов подойдёт бак объёмом 200 литров. Этого хватит на несколько сантехнических приборов, при этом температура будет держаться достаточно длительное время.
Для больших домов подойдёт бак объёмом 500 литров. Такие баки используются также в производстве. Для большинства же помещений такой большой объём будет излишним и неэкономичным решением, так как для такого бака потребуется гораздо большее потребление энергии.

Бытовые модели и цены на них

В данный момент на рынке представлено большое количество приборов для теплообмена, отличающихся друг от друга типом конструкции, скоростью нагрева, объёмом бака и стоимостью.

Пластинчатых

Вот несколько популярных моделей:

Между пластинами располагаются термопрокладки, эффективно передающие тепло от носителя к приёмнику.

Кожухотрубных

Ниже представлены популярные модели теплообменников кожухообразного типа:

ТНГ-1,6-М8/20Г-2-2-И. Популярная модель, часто используемая в промышленности и в быту. Имеет трубные решётки и вертикальный тепловой компенсатор. Цена – от 9000 рублей.
Подогреватель кожухотрубный ТТАИ. Конструкция представляет собой две трубки с тонкими стенками разного диаметра, одна вложена в другую. Тонкие стенки способствуют более эффективной отдаче тепла. Устройство компактное и лёгкое в обслуживании. Цена – от 7500 рублей.
Bowman 190 кВт. Устройство премиум-класса. Титановые трубки с противокоррозийным покрытием пригодны для взаимодействия с хлорированной и морской водой. Может работать как на нагрев, так и на охлаждение. Цена от 120000 рублей.

Пошаговая инструкция, как сделать своими руками

Устройство для обмена теплом от теплосети к воде можно сконструировать своими руками.

Инструменты и материалы

Чтобы сконструировать пластинчатый теплообменник собственноручно, потребуются:

аппарат для сварки;
болгарка;
листы из нержавеющей стали — два из рифлёной, один из плоской. Толщина 4 мм;
электроды.

Процесс изготовления

Весь процесс изготовления устройство делится на несколько этапов:

Необходимо нарезать пластины из рифлёной стали. Потребуется 31 пластина размером 300 на 300 мм.
Из плоского листа вырезается лента длиной 18 метров и шириной 10 мм. Ленту необходимо нарезать на части длиной по 300 мм каждый.
Квадраты из рифлёного материала свариваются друг с другом десятимиллиметровой полосой с разных сторон, соседние секции должны быть перпендикулярны. Получится 15 секций, обращённых в одну сторону и 15 в другую в виде куба.
К частям, где будет течь вода, необходимо приварить коллектор из плоской нержавеющей стали.
В каждом коллекторе сверлится отверстие, к нему приваривается соединительная часть трубы.
Конструкция монтируется открытой стороной к газовой системе.

Схемы подключения

Теплообменник может подключаться к системам отопления и водоснабжения по трём разным схемам: параллельной, двухступенчатой смешанной и двухступенчатой последовательной.

Параллельная

Наиболее простая в реализации и экономная схема. Обязательным условием является установка температурного регулятора. Недостатками являются не самое экономичное расходование тепла носителя, а также необходимость увеличенного трубопровода.

Двухступенчатая смешанная

Также требует регулятора температур. Значительно экономичнее параллельной схемы в плане потребления тепла. Однако сама по себе конструкция стоит дороже, так как требует сразу двух теплообменников. Оборудование необходимо подбирать очень точно в соответствии с конкретными условиями.

Двухступенчатая последовательная

При таком подключении входящий поток делится на два, один проходит через регулятор, а второй через нагреватель. Носитель тепла расходуется более эффективно по сравнению со смешанной. Также более эффективно распределяется нагрузка на сеть.

Минусом схемы является невозможность полной автоматизации. Несмотря на все преимущества, на практике схема используется редко из-за сильного влияния отопительной и водопроводной систем друг на друга и возможности перегрева отопительной сети.

Как использовать?

Существует два основных варианта использования теплообменника для нагрева воды:

Первый вариант – подогрев проточной воды. Недостатками этого метода являются ограниченный расход воды, сложность поддержания тепла, отсутствие запасов воды. Плюсы – компактность системы.
Нагрев в ёмкости. Теплообменник погружается в бак и заполняется водой. Конструкция позволяет поддерживать температуру длительное время, при этом всегда есть запас воды. Недостаток метода – большие габариты бака требуют много пространства.

Все, что необходимо знать о горячей воде, представлено в этом разделе сайта.

Заключение

Теплообменник – удобное и экономичное в быту устройство. В отличие от электрического водонагревателя не требует дополнительных затрат на электроэнергию и позволяет нагревать воду напрямую от системы отопления.

Существуют различные варианты конструкции данного прибора, но наибольшей популярностью для бытового применения пользуются пластинчатые и кожухообразные.

Есть разные варианты обеспечить себя и свою семью горячей водой. Самые распространенные - с помощью электрического накопительного бойлера или газовой колонки. Но самые популярные не значит экономичные и комфортные. Перечисленное оборудование не лишено некоторых недостатков о которых можно прочитать в этой статье.

Более продвинутым решением для ГВС является двухконтурный бойлер. В чем особенности и преимущества такого такого оборудования.

Что такое двухконтурный бойлер?

Двухконтурный бойлер - это оборудование для подогрева воды с возможностью использования двух источников нагрева.

В качестве источников нагрева воды в бойлере может выступать такое оборудование:

котел отопления;
тепловой насос;
солнечный коллектор;
электрический ТЭН.

Примерами двухконтурных нагревателей могут служить бойлер ТЭН + змеевик, 2 змеевика.

Двухконтурный бойлер ТЭН + змеевик

В таком водонагревателе подогрев может осуществляться от электрического ТЭНа, от котла отопления через змеевик или одновременно двумя способами. Такой водонагреватель также называют комбинированным.
Традиционно подогрев воды с помощью газового или твердотопливного котла дешевле, чем электричеством. Но есть нюансы. В теплое время котел не работает и поддерживать его работу только для обеспечения ГВС нецелесообразно. Особенно это касается твердотопливного котла. Также сегодня у владельцев жилья есть возможность подключения многотарифного счетчика. При его установке оплата за электроэнергию, потребленную в вечернее/ночное время, идет по сниженному тарифу.

Таким образом, у владельца комбинированного бойлера есть возможность менять источник подогрева воды в зависимости от того, какой более выгодный и обеспечивает больший комфорт. Например, зимой горячая вода производится с помощью газового/твердотопливного котла, а летом от ТЭНа. Также, если установлен многотарифный счетчик, ночью можно греть воду ТЭНом, днем - котлом.

Двухконтурный бойлер с двумя теплообменниками (змеевиками)

Такой водонагреватель также называют бивалентным. Бойлер с двумя змеевиками предназначен для приготовления горячей воды от двух источников. Такое оборудование позволяет дополнительно к основному нагревателю, чаще всего котлу, подогревать воду от солнечных коллекторов, теплового насоса или другого оборудования. Двухконтурный водонагреватель с 2-мя теплообменниками позволяет максимально снизить стоимость подогрева воды без потери комфорта.

Двухконтурные бойлеры - специфическое оборудование и стоит недешево. Они также требуют затрат на автоматику и грамотной обвязки. Но в существующем мире, где углеводородное топливо и электроэнергия постоянно дорожают, желательно иметь альтернативу. С 2-контурным бойлером вы получите стабильное снабжение горячей водой по оптимальной стоимости.

Бойлер косвенного нагрева считают самым экономичным и практичным для нагрева воды, так как он не имеет в своей конструкции нагревательного элемента. Он нагревает воду за счет взаимодействия с внешними тепловыми агрегатами, например, центральным отоплением, котлом или солнечной батареей. Хотя некоторые модели усовершенствованы дополнительным ТЭНом, но это уже комбинированные модели.

В нашей статье рассмотрим принципы работы, устройство, правила выбора и популярные модели этих агрегатов. А также вопросы по их прочистке от накипи и другие важные моменты.

Бойлер косвенного нагрева

Многие владельцы частных домов задаются вопросом, как за счет отопительной системы снабжать дом не только теплом, но и горячей водой. Почему такой вопрос вообще возникает, ведь рынок просто кишит предложениями электрических и газовых накопительных и проточных водонагревателей? Все очень банально – электроэнергия недешевая, а газовые колонки не способны давать комфортную для пользования постоянную температуру. Поэтому косвенные нагреватели являются прекрасным вариантом для дома с отоплением от газового котла, более того – экономичным.

Устройство

Бойлер косвенного нагрева – это большой бак в форме цилиндра. Его конструкция состоит из следующих элементов:

корпус;
теплоизоляция;
бак из нержавейки;
теплообменник;
магниевый анод;
термометр.

Теплоизоляция прокладывается между корпусом и баком бойлера, чтобы минимизировать теплопотери до 3-4 градусов в сутки. Теплообменник – это изогнутая спиральная трубка из стали или латуни, которую еще называют змеевик. Сам змеевик - наиболее важная часть бойлера и чем больше завитков он имеет, тем эффективнее теплообмен. Обычно он имеет весьма сложное устройство и располагается ближе к нижней части, что дает возможность равномерно прогревать весь объем воды.

Магниевый анод, который используется и в обычных электрических водонагревателях, предназначен для борьбы с коррозией бака, вызванной гальваническими процессами. Анод будет забирать на себя все электрохимические реакции, оставляя нетронутыми другие металлические детали системы. Особенно важно защитить от разрушения сварочные швы, поэтому периодически нужно будет производить замену изношенного магниевого анода на новый.

Современные модели бойлеров комбинируют несколько источников тепла. Они могут работать и после отопительного сезона, используя для подогрева электричество, газ, а некоторые модели греют воду даже за счет солнца. Такие модификации имеют сразу два трубчатых теплообменника, один для воды из системы отопления, другой – для альтернативного источника.

Принципы работы

Обычно бойлер косвенного нагрева приобретают вместе с котлом. Существуют и двухконтурные котлы, способные обеспечить домочадцев еще теплой водой. Но объем нагреваемой воды в двухконтурных котлах небольшой, а бойлер косвенного нагрева может греть гораздо большие объемы, за счет чего подача горячей воды будет осуществляться без перебоев.

Как указано в заголовке статьи, бойлер косвенного нагрева – это вид водонагревателя, который функционирует за счет внешних отопительных систем. Теплоноситель (вода) подается от этих источников отопления по змеевику, который расположен внутри бака. Вода в бойлере нагревается за счет циркуляции теплоносителя по змеевику, что возможно благодаря насосу. Стенки змеевика служат поверхностью теплообмена. Как только температура воды достигает определенной точки, насос автоматически отключается. Естественно, во время работы такого бойлера температуры в системе отопления незначительно снижается. Но по этому поводу не стоит переживать, если все установлено правильно, то изменения температуры практически незаметны.

Чтобы такая система имела как можно меньше теплопотерь, она изолируется специальными утеплителями, такими как полиуретан, пенополистирол и т.п . По сути она напоминает собой огромный термос, который отлично держит тепло.

Подача воды в бойлер происходит за счет входного патрубка, который соединяется с системой отопления. Через этот патрубок горячая вода входит в змеевик и греет воду , а патрубок вывода подает горячую воду к месту ее использования.

Как правильно выбрать бойлер?

Важными характеристиками бойлера косвенного нагрева являются:

объем;
материал змеевика;
материал бака;
материал утеплителя;
наличие дополнительного ТЭНа и альтернативных источников нагрева.

Объем бойлера

Какой объем бойлера нужен для вашей семьи, очень просто определить. В среднем на человека приходиться 60-80 литров для принятия душа. Нагрев 200 литров происходит около 6 часов. Исходя из этих цифр нужно брать объем бойлера, которого хватит на покрытие нужд семьи, с учетом времени до следующего нагрева.

Материалы

Одной из важнейших частей бойлера является змеевик, поэтому нужно заранее поинтересоваться о том, из чего он изготовлен. Дешевые модели имеют стальной змеевик, который просто приварен к баку. В более дорогих моделях он съемный и выполнен из латуни, что намного лучше по многим параметрам. Тем более что съемный вариант можно демонтировать и почистить от накипи.

Из чего выполнен бак также очень важно, поскольку частая проблема любого водонагревателя – протечка. Недорогие модели имеют внутри слой эмали, но она быстро образует трещины от перепада температур. А это, в свою очередь, чревато скорой коррозией металла. Лучше всего покупать те варианты, в которых бак сделан из нержавейки. Это может быть и дороже, но и служить он будет дольше, при условии своевременных замен магниевого анода.

Качество утеплителя также немаловажный фактор эффективности такой системы. Иногда используют обычный поролон, но он проигрывает по многим пунктам. Лучше всего, если в качестве теплоизоляции использован полиуретан и подобные ему материалы.

Другие параметры

Кроме того, что бойлер может иметь два источника косвенного нагрева воды, также он может быть оснащен ТЭНом, как источником тепла вне отопительного сезона. Такие конструкции намного дороже обычных, но они крайне практичны.

Тип бойлера может быть двух видов: настенный или напольный. Он должен соответствовать типу отопительной системы. Так, если система настенная, то и бойлер должен быть такого типа. Настенными могут быть только модели, объем которых менее 200 литров.

Преимущества и недостатки бойлеров косвенного нагрева

Как и любой другой агрегат, такой бойлер в чем-то лучше остальных водогреев, а в чем-то хуже. Оценив все достоинства и недостатки, вы сможете решить, оправданы ли такие затраты.

Достоинства

Какие же сильные стороны у бойлера косвенного нагрева.

Самый главный плюс косвенного нагрева – низкая себестоимость горячей воды. Никакой дополнительный источник расхода электричества или газа не подключается, поэтому и расход этих ресурсов практически не увеличивается. Дополнительная нагрузка на косвенный источник нагрева минимальная. В зимний период такой способ нагрева воды очень актуален.
В отопительный сезон бойлер косвенного нагрева дает возможность снизить нагрузку на электросеть, ведь для нагрева воды он использует энергию котла.
Возможность нагрева больших объемов воды.
Подача горячей воды на несколько точек.
Возможность использования альтернативных источников тепла: солнечного света, газа или электричества.
Отсутствие контакта теплоносителя с нагреваемой водой, поэтому внутренняя поверхность змеевика всегда взаимодействует с подготовленной водой с малым процентом солей.

Как видите, плюсов достаточно, фактически - это идеальная конструкция для обеспечения семьи горячей водой. Хотя есть и минусы, особенно в тех конструкциях, где используется только один косвенный источник.

Недостатки

Есть у такого бойлера и слабые стороны.

Стоимость такого агрегата достаточно высокая. Кроме того, нужно учитывать что она идет в нагрузку к стоимости системы отопления. Купить отдельно электрический накопительный водонагреватель или двухконтурный котел дешевле.
Нагрев воды происходит дольше, чем в электрических накопительных бойлерах. Чтобы нагреть 100 литров воды, понадобиться несколько часов, во время которых температура в отопительной системе будет несколько снижена.
Сама конструкция косвенного нагрева воды довольно громоздкая. Ее, как правило, устанавливают возле котла, иногда для этого нужно отдельное помещение. По крайней мере, нужно тщательно продуманное для этого место.

Производители и цены

Бойлеры косвенного нагрева имеют огромный ассортимент по объемам – вплоть до 900-литровых гигантов и более.

Наиболее популярные производители и модели бойлеров косвенного нагрева:

Обслуживание бойлера

Один или два раза в год бойлер косвенного нагрева нуждается в обслуживании – замене магниевого анода и удалении накипи. Как это можно осуществить в домашних условиях?

Если ситуация с отложениями обстоит сложнее, то нужно применить более действенные способы. Нужно применить химические средства, которые рекомендуют производители определенной модели. Если использовать случайные средства, то можно навредить деталям агрегата. Специальные средства для чистки бойлеров косвенного нагрева разводятся в воде и заливаются в емкость бойлера, чтобы полностью покрыть змеевик. Нужно подождать от 4 до 8 часов и грязная вода должна быть полностью удалена, а затем нужно набрать 2 раза холодной воды и слить. Очистка завершена!

Альтернатива для бойлера косвенного нагрева

Есть ли альтернатива у бойлера косвенного нагрева? Давайте сравним разные варианты способов нагрева воды:

газовая колонка или газовый накопительный водонагреватель требует отдельного проекта, чтобы осуществить его установку. Газовая колонка к тому же не дает стабильной температуры воды. Бойлер косвенного нагрева хоть и греет посредством газа, но косвенно, поэтому не требует отдельных проектов;
проточный электрический водонагреватель - не самый экономный способ нагрева, да и подача воды возможна только на ограниченное количество точек;
накопительный электрический водонагреватель во многих случаях является настоящей альтернативой бойлеру косвенного нагрева, но расход электроэнергии у него большой;
двухконтурный котел одновременно греет помещение и некоторое количество воды. Но по сравнению с двухконтурным котлом бойлер косвенного нагрева обеспечивает нагрев намного большего количества воды – 200, 300 и больше литров. А если учесть, что многие модели комбинированы и имеют дополнительные ТЭНы, то они заменяют сразу 2 агрегата – бойлер косвенного нагрева и электрический накопительный водонагреватель.

Вам решать, нужен ли вам бойлер косвенного нагрева или какой-либо другой водонагреватель. Если смотреть на преимущества и особенности такого способа нагрева воды, то можно однозначно порекомендовать бойлер косвенного нагрева для больших частных домов. В зимний период горячая вода будет дополнительным бонусом от работы котла, а в летний период вы сможете включать нагрев от ТЭНа или другого дополнительного источника.

Читайте также: