Бойлер косвенного нагрева – схема, принцип работы водонагревателя

Полезная статья на тему — «Как выбрать бойлер косвенного нагрева воды»; поможет вам найти ответы на ваши вопросы.

Как рассчитать объём бойлера косвенного нагрева

Чтобы правильно подобрать БКН необходимо учитывать несколько важных параметров, влияющих на дальнейшую эксплуатацию и экономическую составляющую использования. При расчетах учитывают мощность котла, фактическую потребность в ГВС.

Регламентирующие документы, на которых основан главный принцип вычислений: СНиП 2.04.01-85 «Внутренний водопровод и канализация зданий» и справочник проектировщика ч. 2.

Подбор бойлера начинают с определения по расходу горячей воды. Правильно подобранный бойлер должен соответствовать следующим требованиям:

  • Достаточное количество горячей воды, подаваемой одновременно для нескольких точек водоразбора. Принято считать, что максимальные затраты достигаются при наполнении ванны.
  • Нагревать ГВС до необходимой температуры для комфортного приема душа, мытья посуды.
  • Небольшое время ожидания между открытием крана и поступлением горячей воды.

Среднестатистическая семья использует ГВС не реже 12 раз в день. Среднее потребление по количеству человек в семье и расчет объема бойлера косвенного нагрева, выполняется по следующим таблицам:

Количество членов семьи

Объём бака бойлер (л)

Кухонная мойка

Мойка для рук

Душ

Мойка и душ

Мойка, душ, ванна

1

10

2

30

50

100

2

15

4

55

80

120

3

20

6

80

100

150

4

30

8

110

120

200

5

35

10

120

150

250

6

35

10

120

160

310

7

50

12

150

200

340

8

55

12

160

220

340

Место водоразбора

Примерный расход воды (л)

Обычная температура

Расход воды при t=60°C (л)

Кухонная мойка

от 10 до 20

50°C

от 8 до 16

Ванна

от 150 до 180

40°C

от 90 до 108

Душ

от 30 до 50

37°C

от 16 до 27

Раковина

от 10 до 15

37°C

от 5 до 8

Мойка для рук

от 2 до 5

37°C

от 1 до 3

Для дальнейших вычислений можно использовать формулу расчета объема бака:

Объем водонагревателя = Р. воды х (t° – t1): (t2 – t1)

  • Р. воды — планируемый расход ГВС;
  • — температура нагретой воды, поставляемой пользователю;
  • t1 – температура ХВС в трубопроводе, (при расчетах расхода подмеса холодной воды обычно принимают значение 10°);
  • t2 – температура воды, нагретой водонагревателем.

Указанная формула расчета используется для определения постоянной производительности водонагревателя. Попробуем выполнить вычисления для семьи, состоящей из 5 человек, при условии, что ГВС будет использоваться для душа и мытья посуды:

  • Расход воды — для душа, принимаемого в течение 10 мин, один человек расходует около 80 л. воды, или 400 л. на семью. Для мытья посуды, с учетом трехразового питания тратится около 45 л. Соответственно суточный расход составит 445 л.
  • Температура комфортная для мытья в среднем будет 35°С (t°). Чтобы не допустить ожогов ГВС устанавливают на нагрев не выше 65° (t2). Холодная вода на подмес равна 10°С (t1).
  • Проводят расчет по формуле: 445 х (35 – 10): (65 – 10) = 200 литров. В вычислениях закладывались максимальные значения, дающие некоторый запас мощности.

Исходя из расчетов для семьи из 5 человек будет достаточно установить БКН с максимальной вместительностью 200 л, что возможно если котел, к которому подключен водонагреватель будет иметь мощность не менее 33 кВт.

При определении объема будущего бойлера нужно учитывать мощность котла. Как показывает практика нередко именно этот критерий игнорируют при выборе водонагревателя, между тем он напрямую влияет на производительность БКН. Подбор бойлера косвенного нагрева по мощности котла проводят по таблице:

Литраж водонагревателя:

Мощность котла:

80 литров

не менее 16 кВт

100 литров

не менее 16 кВт

120 литров

не менее 23 кВт

140 литров

не менее 23 кВт

200 литров

не менее 33 кВт

Существует прямая зависимость пропускной способности бойлера от мощности котла. Конечно можно подключить БКН большего объема к котлу, но выдавать необходимый литраж воды он не будет. Установив водонагреватель с чрезмерной вместимостью, потребитель столкнется с увеличением продолжительности времени нагрева, что приведет к перерасходу энергоносителя и увеличению затрат.

Выбор объема БКН начинают с теплотехнического расчета по производительности котла. Обычно приведенных значений достаточно для среднестатистического пользователя, чтобы подобрать бойлер для ГВС. В строительных компаниях дополнительно учитывают еще несколько технических параметров и выполняют:

  • Расчет площади теплообменника.
  • Учитывают теплопроводность и теплоемкость воды при расчете бойлера — эта величина необходима, чтобы выяснить пиковую и постоянную нагрузку на водонагреватель. Основные значения рассчитываются по таблице:

    t, °С

    0,1

    10

    15

    20

    25

    30

    35

    40

    45

    50

    Cp, Дж/(кг·град)

    4217

    4191

    4187

    4183

    4179

    4174

    4174

    4174

    4177

    4181

    t, °С

    55

    60

    65

    70

    75

    80

    85

    90

    95

    100

    Cp, Дж/(кг·град)

    4182

    4182

    4185

    4187

    4191

    4195

    4202

    4208

    4214

    4220

    Удельная теплоемкость воды при температуре 0,1…100°С

  • Расчет длины змеевика — от этого параметра зависит скорость нагрева воды в проточном режиме.

В случае комбинированной модели водонагревателя (с встроенным ТЭНом) дополнительно учитывают потребление электроэнергии. Чтобы передать тепло 1 кг воды (при расчетах используется не литраж, а масса) и поднять ее температуру на 1°С требуется 4,187 кДж энергии или 0,001 кВт.

Проведя несложные вычисления понимаем, что для нагрева 1 л воды от 10 до 60°С потребуется 0,05 кВт/ч. Дальнейший расчет электроэнергии на комбинированный БКН осуществляют в зависимости от того какое фактическое потребление ГВС существует. Для большой семьи, как правило, достаточно 10 кВт бойлера, с объемом 200 л.

Самостоятельный расчёт емкости БКН требует понимания физических законов и основ математических вычислений. Чтобы облегчить себе задачу лучше воспользоваться специальными онлайн калькуляторами, расположенными на сайте или обратиться за помощью к бригаде, которая будет подключать водонагреватель.

Устройство бойлеров косвенного нагрева

Устроен бойлер косвенного нагрева весьма просто – внутри бака проходит спиральный теплообменник, по которому циркулирует теплоноситель от источника тепла (обычно – газового котла). Теплоносителем может быть как дистилированная вода, так и специальные жидкости (этиленгликоль, пропиленгликоль, антифриз и т.д.). Задача теплоносителя — эффективно перенести тепло от его источника (котла) до бойлера.

Теплообменников может быть больше одного – такие бойлеры позволяют использовать несколько источников тепла одновременно. К примеру, солнечных панелей может быть недостаточно для прогрева воды, тогда можно подключить ко второму теплообменнику газовый котел, «добирающий» требуемое тепло.

Кроме патрубков для теплоносителя, для горячей и поступающей холодной воды, могут быть также патрубки для рециркуляции и для установки датчика температуры.

Принципиальное отличие от водонагревателей

Зачастую при выборе пользователи, да и не редко, продавцы, путают бойлеры с накопительными водонагревателями. Но на самом деле, достаточно посмотреть на устройство оборудования, подключаемого к котлам отопления.

Все бойлеры косвенного нагрева являются накопительными. Вы можете заказать агрегат, объемом от 80 до 300 и более литров, то есть использовать разные модели этой водонагревательной техники можно как в бытовых целях, так и в промышленности (например, пищевой, химической или медицинской), на производствах.

Жидкость поступает из контура холодного водоснабжения, а нагревает ее установленный змеевик (спираль), с циркулирующим антифризом или горячей водой. Этот керамический греющий элемент заключен в стальной патрон, подключается к агрегату через управляемый контур или насос. Ему не страшна накипь, так как все его части, которые соприкасаются с водой, покрыты гомогенной эмалью. Кроме того, для защиты установлен магниевый анод. Это будет полезно для использования бойлеров в любых регионах нашей страны, так как далеко не везде вода отличается мягкостью.

Особенности разводки коттеджа

Чем, фактически, система водоснабжения в частном доме несложнее, нежели в многоквартирном строении (очевидно, кроме общего числа сантехнических устройств)?

Принципиальных отличия два:

  • На тёплой воде, в большинстве случаев, нет необходимости снабжать постоянную циркуляцию через стояки и полотенцесушители.

При наличии циркуляционных врезок расчет водопроводной сети тёплой воды заметно усложняется: трубам необходимо пропустить через себя не только разбираемую жильцами воду, но и непрерывно оборачивающиеся веса воды.

Какой БКН лучше — вертикальный или горизонтальный, настенный или напольный

Правильный выбор бойлера косвенного нагрева для горячего водоснабжения связан не только с определением мощности и объема водонагревателя. Важную роль играет тип конструкции. Принято делить все существующие БКН на несколько групп:

  • Вертикальные — согласно статистике продаж, наиболее популярные бойлеры. Удобный тип конструкции экономит полезную площадь в помещении. Вертикальные БКН ограничены в типоразмерах.
  • Горизонтального монтажа — БКН выпускаемые для профессионального применения в промышленных целях. Объем горизонтального бойлера практически не ограничен. Единственный недостаток: большая занимаемая оборудованием площадь, что требует отдельного помещения исключительно под водонагреватель.
  • Настенный — экономит полезную площадь. БКН (за небольшими исключениями) ограничен объемом 80-200 л. Создает сильную нагрузку на стены. Навесной вариант не подойдет для домов из газо- или пенобетона, кирпича и каркасного типа.
  • Напольный — хороший вариант для загородного частного дома. Объем нагреваемой воды в популярных моделях варьируется от 100-300 л., чего более чем достаточно для приготовления горячей воды даже для большой семьи, свыше 5 человек.

При выборе типа конструкции учитывают многие факторы: наличие свободного места под установку, необходимый объем литража БКН, материал из которого сделаны несущие стены здания.

внутреннее устройство водонагревателя косвенного нагрева

Горячее водоснабжение с рециркуляцией

Случалось ли вам, открыв кран, ждать, когда вода «потеплеет»? Стоящая в трубах вода, разумеется, остывает, и чем водонагреватель расположен дальше от точки разбора, тем дольше приходится ждать горячей воды. При этом литры (а то и десятки литров) воды без пользы утекают в канализацию. Система ГВС с рециркуляцией полностью решает эту проблему – в ней горячая вода движется по трубам постоянно, температура её всегда остается высокой и теплая вода из крана появляется мгновенно. И именно бойлеры косвенного нагрева позволяют организовать такую систему с минимальными затратами и максимальной эффективностью.

При организации системы ГВС с рециркуляцией на основе бойлера косвенного нагрева и газового котла в отопительный период дополнительные затраты будут только на питание циркуляционного насоса. Разумеется, горячие трубы ГВС отдадут некоторое количечтво тепла в дом, но это значит, что отопительным батареям останется меньше работы. Произведенное котлом тепло, в итоге, все равно остается в доме и внедрение рециркуляции горячей воды увеличения расхода газа (чего некоторые опасаются) не вызывает.

Что считаем

  1. Оценить расход воды при пиковом потреблении.
  2. Выполнить расчет сечения водопроводной трубы, талантливой обеспечить данный расход при приемлемой скорости потока.

Справка: большая скорость потока воды, при которой он не порождает гидравлических шумов, образовывает около 1,5 м/с.

  1. Вычислить напор на концевом сантехническом приборе. Если он будет неприемлемо низким, стоит поразмыслить или об повышении диаметра трубопровода, или об установке промежуточной подкачки.

Методика расчета гвс для частного дома

Задачи сформулированы. Приступим.

Сборка и подключение конструкции

Все элементы бойлера готовы, осталось собрать изделие и подключить его.

  • К отверстиям для входной и выходной труб крепятся краны. Лучше всего, если труба с холодной водой будет установлена снизу бака, а для подачи горячей – сверху емкости.
  • Монтируется патрубок слива. Его удобней всего расположить в самом низу бака. В случае необходимости из емкости можно будет полностью слить воду.
  • Приварить к стенке бака отрезки трубы с резьбовым соединением.
  • Установить змеевик вдоль емкости или по ее центру и припаять к входной и выходной трубе.
  • Трубки обязательно проверяются на герметичность. Для этого змеевик слегка смачивается водой, перекрывается одно отверстие и компрессором в другое отверстие подается сжатый воздух. При отсутствии герметичности все пропаивается еще раз.
  • Сверху емкость бройлера, сделанного своими руками, следует закрыть крышкой на защелках и утеплить ее изолирующим материалом.
  • Для установки изделия можно использовать кронштейны. К баку приварить сделанные из уголка металлические «ушки» и прикрепить конструкцию в надежном месте.
  • Если бройлер будет стоять, то к его дну следует приварить опоры.
  • Змеевик подключается к контуру отопительной системы.
  • Трубы разводятся в ванную или кухню.

Бройлер косвенного нагрева своими руками готов к использованию. Подходит этот вариант конструкции для получения горячей воды только в период отопительного сезона. На другое время в бак можно установить электрический ТЭН и подогревать воду с помощью электроэнергии.

Для дач и частных домов можно своими руками сделать конструкцию на дровах.

Расчет по номинальной мощности бойлера

Как рассчитываются котлы для горячего водоснабжения с бойлерами косвенного нагрева значительного объема и большим расходом воды из системы ГВС?

Расчетная мощность равна сумме двух слагаемых:

  1. Потребности дома в тепле без учета коэффициента запаса;
  2. Номинальной мощности бойлера. В среднем она равна 15 киловаттам на 100 литров объема.


Косвенник Gorenje GV 100 (17400 ватт)

Нюанс: из результата сложения вычитается 20%, поскольку теплообменник котла не будет круглосуточно обеспечивать теплом отопление и ГВС.

Так, при установке пресловутого Gorenje GV 100 в наш дом в Севастополе, мощность котла на водоснабжение и отопление составит 10 (потребность в тепле отопления +17,4 потребность в тепле бойлера))*0,8=22. Цифра дана с округлением до целого значения киловатта.

Можно ли установить в контур ГВС с бойлером косвенного нагрева котел с производительностью больше расчетной?

Можно, но невыгодно в силу двух причин:

  • Цена самого котла быстро растет по мере увеличения номинальной мощности;


Вслед за производительностью котла растет и число на ценнике

  • Классические твердотопливные котлы при работе с теплоотдачей ниже номинальной снижают КПД за счет неполного сгорания топлива. Понижение тепловыделения достигается в них самым простым способом — ограничением подачи воздуха заслонкой.


Изменение КПД твердотопливного котла при изменении теплоотдачи

Какой материал бака БКН лучше

Лучшие бойлеры косвенного нагрева, предлагаемые европейскими производителями, изготавливают со стеклокерамическим покрытием. Продукция из нержавеющей стали стоит намного дороже, хотя и отличается длительным сроком эксплуатации.

Существуют бюджетные БКН с защитным слоем из эмали (такой же, как у металлических ванн). У каждого варианта есть свои преимущества и недостатки:

  • Нержавеющая сталь — приблизительная стоимость европейского БКН с таким баком будет в 2-3 раза дороже эмалированного бойлера. На рынке присутствуют бюджетные версии, изготовленные в Китае, но необходимо учитывать один важный нюанс. Существует несколько десятков марок нержавейки, причем для пищевой промышленности подходит только один сорт. Гарантии, что внутрь бака, выпущенного в странах Азиатско-Тихоокеанского региона установлен именно такой металл нет никакой.
  • Стеклокерамическая ёмкость — считаются самыми лучшими и надежными баками в соотношении стоимости и качества. Срок службы немного меньше, чем у бойлеров из нержавеющей стали. Стеклокерамическое покрытие, производное первоначальной эмали, наносится двумя способами.
    Европейские компании напыляют защитный слой исключительно сухим методом, что и обеспечивает высокое качество, равномерную толщину нанесения и длительный срок эксплуатации готового бака. Мокрый метод нанесения приводит к неравномерностям в нанесении стеклокерамической эмали, что несколько снижает срок эксплуатации водонагревателя.
  • Эмалированный бак — главный недостаток, подверженность покрытия температурному влиянию. Даже самые пластичные виды нагревателей служат при интенсивной эксплуатации не более 5 лет. Плюсом считается доступная цена. В современное эмалированное покрытие добавляют титановый порошок, существенно увеличивающий рабочий ресурс бака.

Золотой серединой считается покупка водонагревателя с баком, покрытым стеклокерамическим защитным слоем. Покупать бюджетные эмалированные нагреватели не стоит. Затраты на них не окупаются по причине небольшого срока службы.

Бойлер – выбор самых практичных

Давайте подведем итог. Почему же такой агрегат действительно полезное приобретение?

Все мы знаем, что коммунальные службы любят «радовать» ежегодными плановыми и не только отключениями горячей воды. Каждый в этом случае спасается, как может. Некоторые греют тазы и кастрюли, некоторые обходятся одной лишь холодной водой. И то, и другое чревато опасными последствиями. Насколько бы не было жарко, холодный душ не принесет большого удовольствия и спасительно прохлады, но может привести к серьезным заболеваниям, даже к воспалению легких. Кипяток, который в разномастной таре переносится в ванну или раковину, одним неловким движением может стать причиной серьезного термического ожога. Зачем подвергать себя и своих близких такому риску? Ведь можно с максимальным комфортом перенести все дни и недели, в течение которых ведутся работы по замене труб.

Бойлер косвенного нагрева позволит Вам пользоваться горячей водой когда угодно, и в каких угодно количествах. С таким устройством Вы больше не будете переживать о том, как без лишних усилий убраться в доме, вымыть посуду или приготовить обед для своей семьи.

Какой бойлер косвенного нагрева выбрать для частного дома

два установленных БКН

Самостоятельный выбор бойлера косвенного нагрева процесс сложный и требующий определенных технических навыков и знаний. Условно можно разделить подбор водонагревателя не несколько важных этапов:

  • расчет объема, мощности;

определение типа конструкции и материала корпуса;

выбор по стоимости и производителю.

Первый этап выбора, а именно, расчет нагрева бойлера косвенного нагрева лучше доверить профессионалам. Разобраться без технического образования во всех нюансах при желании можно и самостоятельно.

Напор

Начнем с нескольких неспециализированных замечаний:

  • Обычное давление в магистрали холодного водоснабжения образовывает от 2 до 4 атмосфер (кгс/см2). Оно зависит от расстояния до ближайшей насосной станции либо водонапорной башни, от рельефа местности, состояния магистрали, типа запорной арматуры на магистральном водопроводе и последовательности других факторов.
  • Полный минимум напора, который разрешает работать всем современным сантехническим устройствам и применяющей воду бытовой технике – 3 метра. Инструкция к проточным водонагревателям Атмор, например, прямо говорит, что нижний порог срабатывания включающего нагрев датчика давления равен 0,3 кгс/см2.

Методика расчета гвс для частного дома

Справка: при атмосферном давлении 10 метров напора соответствуют 1 кгс/см2 избыточного давления.

На практике на концевом сантехническом приборе лучше иметь минимальный напор в пять метров. Маленький запас компенсирует неучтенные утраты в подводках, запорной арматуре и самом приборе.

Нам необходимо вычислить падение напора в трубопроводе известной протяженности и диаметра. В случае если разность напора, соответствующего давлению в магистрали, и падения напора в водопроводе больше 5 метров – наша система водоснабжения будет функционировать без нареканий. В случае если меньше – необходимо или увеличивать диаметр трубы, или размыкать ее подкачкой (цена которой, к слову, очевидно превысит рост затрат на трубы из-за повышения их диаметра на один ход).

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...