Что такое бойлер для нагрева воды: виды, области применения и некоторые нюансы эксплуатации

4 Альтернатива бойлеру – проточный водонагреватель

У накопительного нагревателя есть один существенный недостаток – ограниченный запас горячей воды, доступный пользователям здесь и сейчас. То есть первые 20 или 30 минут из крана идет вода нужной температуры, затем просто приемлемой, а в конце – раздражающе холодной

Поэтому совершенно не важно, какой бойлер будет выбран – на 50 или на 150 литров – пользователь накопительного водонагревателя будет экономить горячую воду при любых обстоятельствах

Исправить этот недостаток может только принципиально другой теплогенерирующий прибор – проточный водонагреватель, поднимающий температуру не ограниченного объема жидкости, а всего потока, изливаемого трубопроводом. Здесь уже не нужно экономить – пользователь открывает кран и получает столько горячей воды, сколько ему нужно. С проточным нагревателем можно принимать ванну в то время, когда другой член семьи моет посуду на кухне.

Проточный водонагреватель на кухне

Однако перед тем как выбрать электрический проточный водонагреватель в квартиру, домовладелец должен уяснить один факт: коммунальные счета за такой комфорт будут просто космическими. Пока бойлер «спалит» 3–5 киловатт, проточный теплогенерирующий прибор переведет в тепло до 10–15 кВт.

Подбор накопительного водонагревателя для вашей квартиры.

Выбор водогрейки начинается с объема емкости! Эта емкость выбирается исходя из количества проживающих в квартире или в частном доме людей, которым утром надо будет по очереди принять душ. Если же нагреватель используется для кухонных нужд, то там будет достаточно 15 — 30 литров. Для ванной комнаты принцип выбора объема следующий:

• Для двоих человек будет необходим бак 50 литров
• Для троих оптимальным выбором является 80 литров
• для 4 и более человек необходим водонагреватель от 100 и более литров

Какая мощность у водогрейки??

Мощность большинства бытовых приборов лежит в пределах от 1,5 до 2,5 кВт. Водонагреватели с такой мощностью можно включать в розетку без прокладки отдельной линии от щитка и без установки отдельного автомата. На многих моделях производители устанавливают шнуры электропитания с установленным УЗО (устройство защитного отключения). УЗО защищает потребителя от удара током из-за пробоя на корпус. По законам физики, чем больше мощность нагревательных элементов (чаще всего ТЭНов), тем быстрее будет нагрета вода в баке. То есть если вам необходимо часто пользоваться горячей водой. то следует выбирать мощность 2-2,5 кВт, в другом случае вполне хватит 1,5 кВт.

Электробезопасность для водонагревателя.

Накопительный водонагреватель это прибор, который может ударить человека током

Поэтому при его установке важно соблюдать следующие простые правила:

• Электрическая розетка, используемая для подключения водонагревателя, должна быть с крышкой. Корпус розетки должен быть герметичным.
• Накопительный водонагреватель должен подключаться через УЗО. Для многих бюджетных моделей водонагревателей, УЗО в комплекте не идет и его нужно приобретать отдельно.
• Если нет УЗО, но есть контур заземления, то можно заземлить водонагреватель. Контур заземления — дорогое удовольствие. В многоэтажных домах его чаще всего нет, а заземлять водонагреватель через трубы отопления, водопровода или (не дай Бог!) газоснабжения категорически нельзя! Это может вызвать преждевременный выход из строя металлических труб в результате коррозии.

Внешний вид устройства защитного отключения

Теперь расскажу немного про то, что такое УЗО (расшифровывается как устройство защитного отключения). УЗО — устройство, которое отключает питание прибора в случае, если значение дифференциального тока превышает определенный предел (чаще всего 30 или 35 мА). Если говорить проще, то внутри УЗО есть две катушки — по одной ток втекает в прибор, а по другой вытекает из прибора. Если нет утечки, то эти токи практически равны друг другу, а в случае утечки появляется разность, которая заставляет УЗО отключить питание.Устройство защитного отключения будет срабатывать одинаково вне зависимости от того, есть ли «земля» в розетке, которой подключена водогрейка.

Вертикальные, горизонтальные и «универсальные» баки.

Для нужд потребителей производители водонагревателей делают разные варианты установки. Наиболее популярны «вертикальные» баки (см. рисунок ниже).

Горизонтальные и вертикальные водогрейки

В вертикальных баках, из-за меньшей площади соприкосновения горячей и холодной воды внутри бака, количество горячей воды будет больше, чем в горизонтальных баках. Это значит, что при всех прочих равных (объеме и мощности) вертикальный вариант даст большее количество горячей воды. Есть так же хитрые агрегаты, которые можно устанавливать как вертикально, так и горизонтально ( у компании Ariston это модели под названием Velis ).

Какие бывают виды бойлеров

Существует несколько разновидностей водонагревателей в зависимости от принципа работы и основных энергоносителей: газовые и электрические, накопительные и проточные, комбинированные, косвенного нагрева.

Их распространение в той или иной стране определяется природными ресурсами. Например, в России, имеющей большие запасы газа, до сегодняшнего дня востребованы газовые бойлеры косвенного нагрева. А Германия не только опередила другие страны в электрификации каждого дома, но и первой начала производство электрических бойлеров. В любой стране большим спросом пользуются комбинированные водонагреватели, они позволяют с максимальным эффектом использовать ресурсы.

Проточный

Проточный электрический водонагреватель

Конструктивно проточный водонагреватель представляет собой небольшой короб, внутри которого находится электрический ТЭН. В зависимости от принципа действия (безнапорный или напорный) его устанавливают либо в том месте, где нужна горячая вода (мойка на кухне, душ в ванной), либо врезают непосредственно в стояк водопровода. В нем количество горячей воды не ограничено в отличие от накопительного бойлера. Но температура воды будет зависеть от мощности самого устройства, и от напора (при увеличении напора температура снижается).

Существует вариант проточного водонагревателя, работающий от газа. Это всем известные еще с советских времен газовые колонки.

Косвенного нагрева

Эти водонагреватели тепловую энергию самостоятельно не производят. Их принцип действия построен на использовании тепла из отопительной системы. Преимущество бойлеров косвенного нагрева в отсутствии дополнительных затрат. Работает отопительная система квартиры или дома, и как бы вскользь (словно побочным эффектом) нагревается вода в бойлере. Через его змеевик пропущен теплоноситель из основного контура.

Такой способ подогрева воды считается наиболее экономным.

Комбинированный

Комбинированный бойлер

Эта разновидность бойлеров признана наиболее перспективной. При необходимости можно перейти от одного варианта подогрева к другому, так как комбинированное устройство совмещает в себе два типа нагревательных элементов. Например, нагрев воды может происходить за счет электрического ТЭНа или от используемой энергии газового котла. То есть зимой горячую воду получают путем косвенного нагрева, а летом от электрической энергии.

Накопительный

Бойлер накопительный является наиболее распространенным вариантом для подогрева воды. Его отличие от проточных моделей в заблаговременном нагревании. Существует два вида накопительных бойлеров: электрические и газовые (в одном источником тепла служит ТЭН, во втором – газовая горелка).

Конструктивное исполнение и принцип работы у них практически одинаков. Разница лишь в том, что накопительный газовый бойлер помимо установленной внизу газовой горелки имеет еще патрубок дымохода вверху. Монтаж газовых водонагревателей связан с определенными проблемами. Во-первых, нужен полноценный дымоход в доме. Во-вторых, подключение газоиспользующих установок всегда сопровождается сложностями в оформлении документации.

Устройство газового накопительного бойлера

Поэтому самое большое распространение получили накопительные электрические бойлеры. Их характеристики, преимущества и недостатки, устройство и принцип действия рассмотрены ниже.

Общая схема подключения бойлера

Разбирать мы будем на примере электрического накопительного бойлера. На это есть несколько причин: прежде всего такие водонагреватели чаще всего покупают люди, а монтаж газовых будет отличаться только с источником энергии, подключение которого нельзя делать без разрешения и непосредственного участия газовой службы.

Теперь нужно отключить подачу воды на квартиру, чтоб не было потопа. В инструкции к бойлеру должно быть описание труб для холодной и горячей воды – холодная вода должна подаваться на верх водонагревателя, а горячая забирается снизу.

Возможно вам понадобятся услуги сантехника, который впаяет новую трубу в водопровод для забора холодной воды.

Далее нужно подать горячую воду на все нужные краны и подключить питание. Не забывайте о заземлении, ведь без него статическое электричество может пробивать через воду.

Оптимальный рабочий режим электрического бойлера

Выставлять температурный режим до минимально допустимого крайне не рекомендуется по следующим причинам:

• Снижение КПД водонагревательного оборудования;
• Температура жидкости 30-40⁰ С – идеальная среда для образования, размножения бактерий, плесневого грибка, которые непременно попадают в воду;
• Увеличивается скорость образования накипи.

Данные приборы часто оснащаются опцией экономного режима, обозначенного буквой Е. Данный режим работы означает нагрев жидкости внутри емкостного резервуара до температуры +55⁰ С, что позволяет продлить срок использования до технического обслуживания. То есть при данном температурном режиме медленнее всего образуется накипь, соответственно реже приходится проводить очистку ТЭНа. К экономии электроэнергии это не относится.

Конструкция и особенности

Устройство проточного водонагревателя не отличается особой сложностью. Здесь применяется единая схема для всех моделей: холодная вода проходит через корпус изделия, где нагревательный элемент отдает ей свое тепло. Пользователь только открыл кран — внутри устройства мгновенно срабатывает реле, отвечающее за давление, в течение нескольких секунд вода нагревается до нужной температуры (зависит от мощности ТЭН), которая устанавливается вручную.

Внутри проточный водонагреватель оборудован специальным прерывателем, который сразу отключает питание, если температура воды резко возрастает и становится гораздо выше критического уровня. От возможных перепадов давления внутри водопровода, что может произойти в любую минуту, изделие надежно защищено встроенным стабилизатором.

Водонагреватели этого вида имеют отличия по типу нагревателя и системе управления.

Типы нагревателей

Как главная составляющая конструкции всех электроприборов, нагреватель обычно выпускается в виде спирали или ТЭН. В изделиях с неизолированной спиралью ее помещают в специальный блок из пластиковых трубок, находящийся внутри корпуса из весьма прочного пластика. При подключении такого устройства к сети происходит нагрев спиралей, а проходящий поток воды отбирает это тепло. Из-за малого объема воды в емкости и небольшой массы всего устройства остаточного тепловыделения после отключения не происходит, поэтому накипь не образуется. Такие изделия применяют для подогревания воды в бассейнах, в быту их следует использовать в регионах с очень жесткой водой.

Закрытые ТЭН работают по такому же принципу, нагревая поток проходящей через них воды, но у них спираль заключена в корпус из меди или латуни, поэтому в противопожарном смысле они намного надежнее, чем первый вариант.

Система управления

Водонагреватели проточного типа можно разделить по типу управления ними.

1. Гидравлическое — этот вид менее точен, у него имеется 6 ступеней мощности, переключение производится вручную при помощи переключателя.
2. Электронного типа — терморегулятор контролирует нагрев самостоятельно, пользователи только устанавливают приемлемую для них температуру. Такой вид управления считается весьма удобным.

При использовании механического варианта управления внутри изделия располагается гидравлический блок с мембраной, которая осуществляет включение или выключение прибора в зависимости от давления воды.

Электроника управляет всем процессом с помощью микропроцессора, а специальные датчики помогают ей обеспечить любую температуру, независимо от напора, она же задает оптимальную мощность, существенно сокращая расход электрической энергии.

Бойлер со спиралевидным теплообменником

Этот бойлер устроен следующим образом:

Бойлер косвенного нагрева с теплообменником — змеевиком (фото в разрезе)

• Внутри термоизолированного корпуса помещён объемный бак для санитарной волы. В его полости установлен теплообменник (2), имеющая форму змеевика.
• Через патрубки 3 и 4 производится циркуляция теплоносителя – горячей технической воды, получаемой от одноконтурного котла. Тепло передается санитарной воде, поступление которой осуществляется в нижнюю часть емкости через входной патрубок (1).
• Отвод нагретой санитарной воды осуществляется из вехней части бака через патрубок (5).

Змеевик в некоторых моделях расположен ближе к нижней части емкости, куда опускается холодная вода, а в других — равномерно распределен по всему баку, что позволяет быстрее нагреть весь объем жидкости.

Производятся бойлеры, в конструкцию которых входят две трубки теплообменника. Через один контур проходит теплоноситель, нагретый котлом, а по второму — от других возможных источников тепла, например, от солнечных водонагревателей.

Схема «бак в баке»

Другой вариант бойлера косвенного нагрева не имеет внутри змеевиков с теплоносителем, а устроен несколько иначе. Он состоит из двух емкостей, которые установлены одна в другую. Естественно, бак, который расположен внутри, имеет меньший объем – он явлеятся аккумулятором нагретой санитарной воды.

Косвенный нагрев по принципу «бак в баке»

На схеме хорошо видно внутреннее строение данной модели.

• Через трубу 1, осуществляется подача во внутренний бак холодной санитарной воды.
• Патрубки 2 и 4 подключены к системе отопления – по ним циркулирует котловая горячая вода.
• Внутренний бак (3) изготавливается из нержавейки.
• Через патрубок 5 идет забор согретой воды для бытового потребления.

Положительные качества бойлеров косвенного нагрева:

• Хорошая производительность прибора, если теплообменник имеет достаточную площадь, и бойлер подключён к котлу высокой мощности.
• Экономия электроэнергии и отсутствие нагрузки на электросеть.
• Теплоноситель не контактирует с санитарной водой. Через теплообменник проходит специально подготовленная вода, которая содержит минимум солей.
• Возможность переключить бойлер на разные источники энергии, например, в зимнее время он может работать от отопительного котла, а в летнее — от солнечной батареи.

Однако, есть и недостатки:

• При нагреве воды в бойлере, снижается температура в системе отопления.
• Это — достаточно дорогостоящее оборудование, по сравнению с бойлером прямого нагрева.
• Весь комплекс занимает достаточно много места, т.е. для него лучше отвести отдельное помещение, что не всегда возможно.

С устройством бойлера для нагрева воды косвенного действия можно подробнее ознакомиться, посмотрев приложенный к статье видеоматериал:

Накопительный водонагреватель

Устройство накопительного водонагревателя довольно простое.

Главным элементом прибора является емкость для воды, изготовленная из нержавеющей стали или алюминия. Если бак изготовлен из простой стали, то его внутренняя поверхность бака покрывается специальными материалами, улучшающими его эксплуатационные характеристики коррозионную стойкость. В накопительном баке устанавливается нагревательный модуль, состоящий из одного или нескольких ТЭНов. ТЭНы могут быть «мокрыми» или «сухими». В первом случае нагревательный элемент контактирует непосредственно с водой, а во втором он помещается в трубку, которая и нагревает воду.

Вся эта конструкция помещается во внешний кожух и изолируется от него специальным термоизоляционным материалом. В баке устанавливается термостат и другие необходимые датчики, подключенные к системе автоматики и информационным модулям. На внешней оболочке прибора монтируется система управления, механическая или электронная. Ниже представлена классическая схема накопительного водонагревателя в разрезе с минимально-необходимым набором элементов.

 Принцип действия бойлера построен на свойствах воды с разной температурой.

Теплая жидкость стремится вверх, а холодная вниз. Именно на этом физическом явлении и построена работа всех накопительных водонагревателей. Снизу прибора подается холодная вода и нагревается ТЭНом. Поднимаясь, она удаляется из бака через высокий патрубок забора горячей воды. Сам процесс простой, но для надежного функционирования всей системы требуется установка дополнительных элементов и систем как внутри бака, так и на защитном кожухе.

Внутри накопительной емкости устанавливается магниевый анод, который необходим для уменьшения количества свободных ионов в воде. Этот элемент позволяет заметно уменьшить коррозию внутренних частей бойлера. А также в баке устанавливается термостат, позволяющий регулировать температуру воды и отключать ТЭНы при достижении необходимого температурного режима. Весь процесс нагрева и отбора горячей воды в бойлере представлен на следующем рисунке.

В большинстве электрических накопительных водонагревателей устанавливаются датчики температуры, с выводом показаний на электронный дисплей или механический термометр.

Подача холодной воды осуществляется через кран с обратным предохранительным клапаном.

Управление режимами работы бойлера осуществляется как электронными модулями, так и механическими регуляторами в более простых моделях.

К достоинствам накопительных электрических водонагревателей можно отнести возможность нагрева больших масс воды и низкое энергопотребление, а к недостаткам высокую стоимость.

Схема подключения

Нагреватель воды, даже самый надежный и добротно сделанный, может не дать хорошего результата. Основной причиной такого развития событий является неграмотная схема подключения или нарушение оптимальных принципов построения системы

Максимальное внимание стоит уделить группе безопасности. Этот комплект часто монтируется на вводе холодной жидкости и заменяет простой клапан

Причина проста: если поломается термостат, рост температуры и давления может быть очень стремительным.

Только немедленный сброс жидкости наружу способен предотвратить взрыв. Группа безопасности по пропускной способности далеко опережает простые клапаны и эффективно справляется с этой задачей. В ней содержится встраиваемый обратный клапан, больше того, часть моделей содержит также сливающие либо отсекающие шаровые краны. Арматура для водоснабжения выпускается в широчайшем ассортименте, и нет никакой унифицированной архитектуры ее. Для ввода холодной жидкости применяется блок с резьбой в ½ либо ¾ дюйма.

Кроме этой детали и обратного клапана, ставится шаровой кран, который поможет отсечь воду. По умолчанию гнездо под манометр перекрыто. Но если владельцев интересует входное давление жидкости, они могут сами демонтировать заглушку и установить измеритель.

Строго говоря, сливной ключ работает не сам по себе, а в тесной связке с предохранительным клапаном (открывая его и освобождая воде путь в канализацию). Соединение с сифоном оснащается резьбой в 1 дюйм. Предусматривается дополнительно отверстие для забора воздуха. К сведению: рекомендуется формировать максимально изящный слив в канализационную трубу. Даже такая утилитарная часть только выиграет от качественного оформления.

Группы безопасности для бойлеров выпускают многие компании: как российские, так и иностранные. Различия между ними обусловлены, прежде всего, той емкостью бака, с которой они могут справиться. Так, изделие Stiebel Eltron ZH 1, несмотря на странный облик, вполне функционально и способно работает с резервуарами в 200—1000 л. Система оснащена запирающим вентилем, обратным и охранным клапанами (последний дополняется сливным патрубком). Есть и редуктор для снижения давления. Истинное германское качество оборачивается очень существенной ценой изделия.

Более простые модификации являются, по существу, только усовершенствованной версией клапана. Правильный выбор, кроме чисто финансовой составляющей и общей емкости, учитывает всегда диаметр резьбы. Подавляющее большинство групп безопасности подключается к сливам резьбой для гофры или имеет в комплекте поставки сифон. Что касается наличия дополнительных деталей, они расширяют возможности потребителя… но и увеличивают предъявляемый к оплате счет.

Что касается изготовителя, тут важно не столько имя фирмы, сколько ее добросовестность. Даже в азиатских странах многое делается как следует, а вот европейские марки сейчас уже не являются на 100% гарантией надежности

Но, кроме средств защиты, внимание стоит уделить и основной рабочей части, а именно подключению бойлера косвенного нагрева со встроенным ТЭН. Эта работа не имеет существенных отличий от присоединения устройства классического электрического типа

Сетевое напряжение через нуль и фазу подводится к вводным клеммам на термостате. Нуль крепится на винт к корпусу накопителя. Далее ноль соединяют с первым контактом ТЭН, второй крепят на вывод регулятора, а фазу вводят на вход регулирующего блока.

Степень нагрева регулируется также перед включением, но уже после заполнения

Важно: запуск должен производиться с включенным защитным аппаратом. Это позволит предотвратить неприятные неожиданности

Термостат в описанной схеме фактически замещает предохранитель. Отдельные модели отличаются конструктивным слиянием термостата и терморегулятора, но на сути работы это никаким образом не отразится

Выбору устройства защитного отключения стоит уделить особое внимание: от него зависит безопасность как самой техники, так и людей, которые будут ей пользоваться

Подсоединение непосредственно к бойлерным клеммам (без опосредования дополнительной розеткой) всеми специалистами признается наиболее правильным и рациональным решением. Если все же нужна дополнительная точка подключения, она должна ставиться лишь после дифференцирующего автомата. В случае острой необходимости рекомендуется получить консультацию опытного электрика.

Краткая историческая справка

В 1760 году швейцарец Соссюр придумал солнечный водный обогреватель. Он взял две емкости с водой и поместил их в сосновую изолированную коробку, сверху закрытую стеклом. Солнечный свет, преодолевая стекло, попадал на черную подкладку коробки, которая при поглощении солнца превращала его в тепло, в результате чего вода нагревалась. Но это был только опыт. В 1891 году в США выпустили первый солнечный водонагреватель для продажи.

В 1868 году английским художником Моэном изобретен первый домашний водонагреватель, работающий на твердом топливе. Изобретение было названо гейзером в честь горячего источника в Исландии. Прибор нагревал протекающую через трубы воду горячими газами от горелки, которая располагалась внизу, и вода стекала в ванну или подставленный сосуд. Изобретение осталось без будущего, так как не имело дымохода и представляло опасность для человека.

В этом видео вы узнаете схему подключения бойлера к водопроводу:
Серии опытов по изобретению водонагревателя были предприняты в Европе и США. В конце XIX века американцы уже продавали свои первые газовые водонагреватели, а позднее норвежский инженер Эдвин Руд, эмигрировав в США, создал газовый накопительный водонагреватель, который и сейчас активно используется в Америке. В 1905 году одна из европейских компаний выпустила первый в мире газовый водонагреватель, изобретателем которого был немецкий инженер Йоханн Вайплант.

Упоминания о накопительных электрических нагревателях появлялись еще в 30-х годах. Но только в середине 90-х годов французской компанией Atlantic была разработана и усовершенствована система сухого тэна.

В России в 40-х годах начался выпуск газовых проточных водонагревателей. В 90-е годы из-за рубежа стали завозить электрические, которые и в настоящее время пользуются популярностью.

Схемы подключения бойлеров к сети

Водонагреватели очень зависимы от качества электрических проводов, поэтому желательно использовать медные электрические кабели сечением от 2,5 мм. Для обеспечения качественной работы устройства потребуется наличие предохранителя или специальной защиты. Любой тип бойлера должен быть оснащен УЗО (устройство защитного отключения). Для простоты коммутации поближе к водонагревателю монтируют трехфазную розетку с влагостойкого типа с обязательным заземлением. Таким способом разрешается подключать только маломощные модели. Водонагреватели большой мощности при работе будут нагревать розетку. Как результат, она очень быстро выйдет из строя: это может сопровождаться искрением и даже возгоранием пластиковых деталей.

Во избежание подобных неприятностей рекомендуется подсоединять водонагреватель индивидуальным кабелем нужного сечения. Его коммутируют напрямую в электрический щиток, что позволяет отказаться от дополнительных розеток и ответвлений. Такой тип коммутации делает возможным отключение прибора только через специальный автомат, главной задачей которого является обеспечение защиты и безопасной эксплуатации водонагревателя.

Определившись с моделью водонагревателя, нужно заранее продумать все нюансы его монтажа. Проводя его своими силами, в первую очередь следует позаботиться о технике безопасности. Если возникают малейшие сомнения, лучше не поскупиться и вызвать специалиста для подключения водонагревателя.

Принцип работы накопительного бойлера

Жидкость накапливается в специализированной емкости. Нагрев осуществляет один или несколько ТЭНов. В зависимости от вида изделия производители устанавливают электрические нагреватели двух типов:

1. Мокрый. ТЭН полностью погружается в накопительную емкость.
2. Сухой. Нагреватель помещен в специализированный кожух, предотвращающий попадание влаги на токоведущие части.

При открывании крана содержимое накопителя поступает наружу по патрубку для отбора горячей воды. Давление в баке падает и открывается обратный клапан. Жидкость из системы ХВС поступает в накопитель.

Принцип действия накопительного бойлера. Источник фото: remontik.org

По достижению жидкостью определенной температуры срабатывает термостат, который может быть установлен как в совокупности с нагревателем, так и отдельно.

Он разрывает электрическую цепь, тем самым отключая ТЭН от сети питания. По мере остывания воды в накопителе термостат включает нагреватель и осуществляется подогрев содержимого бака.