Бойлер с тремя выходами для чего
Устройство и принцип работы накопительного водонагревателя
Содержание
Содержание
Накопительный водонагреватель, в отличие от проточного, постоянно содержит в себе заданный объем воды, который нагревается и поддерживается в определенных температурных пределах. Из чего состоит бойлер и как обеспечивает постоянный запас горячей воды, мы расскажем в данной статье.
Конструкция
Накопительные водонагреватели разделяются по способу передачи тепловой энергии к жидкости на модели прямого или косвенного нагрева.
По типу применяемых энергоресурсов выделяют электрическое и газовое оборудование.
Наиболее распространенными в быту являются электрические бойлеры прямого нагрева. Поэтому на его примере мы рассмотрим конструктивные особенности устройства:
Внешний корпус — предотвращает разрушение теплоизоляции и дополнительно защищает бойлер от механических воздействий извне.
Теплоизоляция — замедляет естественное остывание воды в баке за счет теплообмена с окружающей средой.
Внутренний бак — заполняемая водой емкость.
Трубка подачи холодной воды — точка подачи жидкости из центральной или локальной системы к бойлеру.
Трубка отбора горячей воды — узел подключения нагретой жидкости к смесителям и кранам в жилище.
Нагревательный элемент — у электрических моделей представлен тэном.
Магниевый анод — выполняет защитные функции основных элементов от разрушающего воздействия электрохимических процессов.
Термостат — фиксирует и регулирует температуру жидкости.
Блок управления и сигнализации — позволяет регулировать величину нагрева, контролировать текущие процессы, устанавливать режимы работы.
В каталоге накопительных водонагревателей представлены модели различной ценовой категории. Что обусловлено отличиями комплектующих элементов и их характеристиками.
Корпус
Помимо защиты теплоизоляции выполняет декоративную функцию и повторяет форму внутреннего бака водонагревателя. Могут быть из металла или полимерных материалов. Конструктивно изготавливаются плоскими, цилиндрическими, прямоугольными (призмовидными), узкими.
По способу фиксации на стене существуют вертикальные и горизонтальные модели. Первый вариант более востребован за счет высокой энергоэффективности и быстрого нагрева. Второй тип актуален в помещениях с низкими потолками или местах, где размещение стандартного накопительного водонагревателя невозможно. Также существуют универсальные модели, которые допустимо располагать и горизонтально, и вертикально.
Теплоизоляция
Выполняется слоем вспененного полиуретана или поролона, заполняющего пространство между корпусом и баком. Вещество отличается большим количеством воздушных включений.
Чем больше слой теплоизоляции, тем дольше происходит передача тепловой энергии от теплоносителя к окружающей среде. Достаточной толщиной считается теплоизоляция от 3 см и более. Нагретая вода длительно сохраняет заданные тепловые показатели, снижая потребность в повторном включении нагревательного тэна.
Предназначен для наполнения нагреваемой жидкостью, поэтому обязательно должен обеспечить надлежащую прочность и герметичность. Бак, не выдерживающий давления воды, может покрыться трещинами и преждевременно выйти из строя.
В основе бака используется сварная стальная конструкция, которую изнутри покрывают антикоррозийным составом:
В зависимости от модели накопительного водонагревателя объем бака варьируется в пределах от 10 до 200 л. Размеры подбираются в соответствии с количеством человек, использующих горячую воду и точек водозабора.
Количество человек, потребляющих горячую воду
Количество человек, потребляющих горячую воду друг за другом
Количество водозаборных точек в доме
Минимальный объем бойлера, л
Нормальный объем бойлера, л
Некоторые производители изготавливают бак полностью из нержавеющей стали. Такие баки защищены от коррозии, устойчивы к воздействиям агрессивных веществ до момента нарушения защитного слоя.
Трубки холодной и горячей воды
Вода из системы подается через специальный патрубок, выведенный в нижнюю часть бака. Дополнительно трубка холодной воды ограничивается рассекателем — барьером, препятствующим смешиванию нагретой и холодной жидкости.
Трубка для отбора горячей воды выведена в верхнюю часть бака, где скапливается наиболее горячий слой.
Если в подключенном накопительном водонагревателе открутить выходной шланг, жидкость вытекать не будет. Максимум выльется 0,3–0,5 л из верхнего слоя, а все, что ниже уровня, останется в баке.
Та же ситуация, если открутить только шланг подачи холодной воды. Перекрытый выход не даст замещения воды воздухом, и движение жидкости будет слабым или вовсе не начнется. Дополнительным препятствием на пути слива воды с бака выступает обратный клапан.
Тэны состоят из нити накала в керамическом или кварцевом наполнителе и электрических выводов. Омическое сопротивление нити определяет мощность нагревателя. Некоторые виды бойлеров могут оснащаться несколькими тэнами для повышения производительности и возможности экономии электроэнергии. Конструктивно все электрические тэны разделяются на мокрые и сухие.
Сухие тэны закрыты стеатитовым или керамическим кожухом, внутри которого расположен нагревательный элемент, отделенный от диэлектрической колбы воздушным зазором. В более дорогих моделях зазор заполняется маслом, у которого выше теплопроводность и больше энергоэффективность.
Представлен в виде магниевой трубки в центре бака водонагревателя. Является более активным элементом, чем медь, покрывающая тэн. Поэтому оксид кремния выпадает в виде осадка именно на магниевом аноде, увеличивая продолжительность службы нагревательного элемента.
Термостат
Измеряет температуру воды в текущий момент. В случае нагрева до установленного предела, к примеру, 75°С, отключает цепь питания. В накопительных водонагревателях могут использоваться механические или электронные термостаты.
Механический контролирует температуру за счет биметаллической пластины, которая деформируется от нагрева и перемещает контакты. Электронные модели оснащаются терморезистором, который изменяет свое оммическое сопротивление пропорционально степени нагрева.
Блок управления
Представлен кнопочным или сенсорным модулем в нижней части накопительного водонагревателя. Термометр может выполняться стрелочным или на электронном табло. Позволяет выставлять максимальную температуру нагрева, переключать режимы работы.
Современные модели могут включать в себя дистанционное управление через мобильное приложение. Некоторые оснащены функцией почасового программирования на сутки или неделю.
Принцип действия
Смонтированный и правильно подключенный к системе водоснабжения бойлер работает по следующему принципу:
Давление в емкости снижается, пока не станет меньше напора от патрубка с холодной водой.
Открывается обратный клапан, который не позволяет воде вернуться из накопительного водонагревателя обратно в систему, и обеспечивает подачу новой порции жидкости из трубопровода.
Рассекатель, установленный над патрубком подачи холодной воды препятствует смешиванию с уже нагретой жидкостью. Холодный поток заполняет нижний объем, сохраняя верхний слой теплым.
При достаточном заполнении холодной водой погружной датчик температуры остывает и замыкает контакты цепи питания нагревательного тэна.
Тэн, расположенный в нижней части бака, подогревает холодную воду. За счет конвекции теплая жидкость поднимается вверх, освобождая место для холодного потока.
При заполнении бака давление воды восстановится и перекроет обратный клапан.
Вода постепенно нагреется до установленной температуры. По достижении данной отметки термостат даст сигнал на отключение тэна.
Накопительный водонагреватель останется в таком состоянии до тех пор, пока не начнется повторное использование горячей воды или пока жидкость в баке не остынет естественным способом. За счет теплоизоляции бойлера естественное остывание занимает несколько часов.
Подводя итоги
Накопительный водонагреватель отлично подходит как для квартир, так и для частных домов и дач. Правильно подобранная модель в течении многих лет может обеспечивать горячей водой всю семью.
Слабым местом любого бойлера является нагревательный элемент, страдающий отложениями известкового налета. Жесткая вода может разрушить тэн за несколько лет. Поэтому всем накопительным водонагревателям рекомендуется проводить периодическое техобслуживание с заменой магниевого анода.
Бойлер ГВС для двухконтурного газового котла или колонки
Страница 2 — продолжение. Начало — на страницу 1
К двухконтурному котлу, в качестве бойлера послойного нагрева, выгодно подключать электрический бойлер с тремя патрубками.
Домашние мастера часто подключают к двухконтурному котлу обычный электрический бойлер. Используют его в качестве бойлера послойного нагрева. В продаже много таких бойлеров от разных производителей и они относительно не дорогие.
Электрический бойлер Термекс с тремя патрубками. Модели Thermex RZL-HS, RZB, RZB-D, RZB-F, RZB-L, IF, ID, IS-H, IR-H, IQ-H
Для подключения к двухконтурному котлу по схеме бойлера послойного нагрева лучше всего подойдут электрические бойлеры с тремя патрубками. Третий патрубок обычно обозначается как сливной — патрубок резервного слива, дренажный или дополнительный патрубок для слива воды, или патрубок для присоединения трубы рециркуляции. К нему присоединяют трубу подачи горячей воды от котла.
Посмотрите короткое видео, из которого Вы узнаете устройство электрического водонагревателя с тремя патрубками. Плоские водонагреватели имеют два рядом расположенных бака. Баки внутри соединены между собой трубками. В дно каждого бака встроен фланец, на котором установлен ТЭН и могут быть трубки для термодатчиков.
Если у бойлера нет сливного патрубка, то умельцы устанавливают третий патрубок на фланец, вместо электрического ТЭНа. Многие бойлеры имеют два ТЭНа, и одним вполне можно пожертвовать. К патрубку внутри желательно присоединить трубку высотой, до середины бака бойлера.
Третий патрубок позволяет создать простую схему обвязки котла с бойлером и получить на выходе стабильную температуру горячей воды.
Учитывая способ нагрева воды в бойлера послойного нагрева, рекомендую выбирать электрический водонагреватель объемом не менее 50 литров для семьи из двух человек, и 80 — 120 литров для других случаев.
Электрическую цепь циркуляционного насоса подключают вместо ТЭНа бойлера. Сетевая вилка с УЗО (устройство защитного отключения с током срабатывания 30 мА) на проводе, часто идет в комплекте с электрическим бойлером. Сетевой провод с УЗО отсоединяют от бойлера и подключают к реле давления для защиты бойлера и насоса от включения без воды.
Мощность газового котла (колонки) в режиме ГВС часто оказывается больше необходимой, что приводит к цикличности (тактованию) нагрева горячей воды. Горелка котла (колонки) в режиме ГВС периодически то включается, то гаснет. Соответственно, в бойлер идет то холодная, то горячая вода.
Как устранить тактование газового котла (колонки) в режиме ГВС
Обратный клапан для насоса
При открытии водоразборного крана в то время, когда насос не работает, может появиться паразитная циркуляция воды по контуру: от водопровода через насос — котел и бойлер. Обратный клапан, установленный после насоса препятствует этому. Давление открытия обратного клапана (минимальный перепад давления открытия клапана), должно быть таким, чтобы паразитная циркуляция воды в контуре не запускала котел в работу. Как правило, для этого достаточно установки обычного пружинного обратного клапана для отопления.
Обязательно выбирают обратный клапан, корпус и золотниковая тарелка которого выполнены из латуни. Клапан должен быть рассчитан на рабочую температуру не менее 95 о С и давление не менее 10 бар.
Кроме того, трубу от водопровода рекомендую подключать к системе как можно ближе к патрубку бойлера.
Обратный и предохранительный клапаны для бойлера
На трубе от водопровода не забудьте установить стандартный блок из двух клапанов — обратного и предохранительного. Обратно — предохранительный клапан лучше установить на горизонтальном участке трубы. Отросток с предохранительным клапаном направить вертикально вверх. Такая установка уменьшает риск засорения клапана. На дне бойлера постепенно накапливается грязь.
Клапаны обычно продаются в комплекте с бойлером.
Обратный клапан предотвращает уход воды из бойлера при исчезновении воды в водопроводе. Включение циркуляционного насоса «в сухую», без воды, быстро выведет его из строя.
Предохранительный клапан сбрасывает избыточное давление из системы ГВС, связанное с расширением воды при нагревании. Из клапана периодически вытекает небольшое количество воды, которое необходимо куда-то утилизировать. Кроме того, производитель предписывает регулярно, каждые две недели, проверять исправность клапана, вручную приводя его в действие. Для того, чтобы избежать этих проблем, рекомендую установить расширительный бак для ГВС, который будет компенсировать изменения давления воды в системе ГВС.
Очень рекомендую воду из водопровода пропускать через фильтр, который задерживает механические частицы.
Расширительный бак для ГВС
В продаже имеются мембранные расширительные баки, специально предназначенные для работы в системе горячего водоснабжения, ГВС. Их отличительной особенностью является способность работать в диапазоне рабочих температур +1…+ 110 °С и рабочем давлении до 12 бар.
Гидроаккумулятор в качестве расширительного бака
Продаются также мембранные баки для работы в системе холодного водоснабжения (окрашены в голубой цвет). Такие баки обычно называют гидроаккумуляторами, так как они предназначены для накопления воды и поддержания рабочего давления в водопроводе. Но они могут работать и как расширительные баки. Гидроаккумуляторы рассчитаны на работу с максимальным рабочим давлением до 10 бар, но диапазон рабочих температур у большинства из них, не более 35 — 50 о С. В нашей схеме гидроаккумуляторы можно использовать, если найти модель с максимальной рабочей температурой не менее +55 о С. В схеме расширительный бак подключен со стороны холодной воды, а максимальная температура горячей воды не превышает +55 о С. Но надо понимать, что ресурс работы бака будет снижен.
Мембранные расширительные баки красного цвета применяются в системах отопления с рабочим давлением, как правило, не более 6 бар. Кроме того, их применение в системах водоснабжения не рекомендуется по санитарным нормам.
Мембранный расширительный бак для ГВС выбирают по следующим основным показателям:
На трубе между бойлером, предохранительным клапаном и расширительным баком не должно быть запорной арматуры. Иначе, случайное закрытие крана может привести к повышению давления сверх допустимого и к повреждению оборудования.
Устройство и работа расширительного бака ГВС практически ничем не отличается от аналогичных устройств в системах отопления. Подробнее о выборе объема, подключении, настройке давления и контроле за работой расширительных баков
Купить расширительный бак для ГВС
Настройка температурного режима котла и бойлера
Температура ГВС на котле устанавливается на максимум — 60 о С. Температуру отключения на термостате электрического бойлера устанавливают чуть ниже — 50-55 о С. Температура отключения термостата бойлера всегда должна быть ниже температуры воды из котла минимум на 5 о С. Чтобы выполнить это условие своевременно очищайте теплообменник ГВС котла от накипи.
Защита от легионеллы и запаха сероводорода
Чтобы избежать возможности накопления болезнетворных бактерий Legionella pneumophila или других видов бактерий, в бойлере рекомендуется поддерживать температуру горячей воды около 60 °C. Либо периодически повышать температуру нагрева воды в бойлере до 70 °C.
При постоянной температуре воды в бойлере ниже 50 о С, через какое-то время вода в бойлере может начать жутко вонять сероводородом. Причина — в размножении бактерий в баке водонагревателя. Особенно часто это происходит, если вода в водопровод подается из местной скважины или колодца. Вода из городского водопровода обычно сильно обеззараживается, хлорируется, и с ней такие случаи бывают редко.
При этом действует закономерность: чем меньше водообмен и чем теплее вода (от 25 ºC до 50 ºC), тем сильнее происходит размножение микроорганизмов.
Чтобы избавиться от запаха сероводорода, температуру воды в бойлере установите на максимум, выше 70 о С, и оставьте на 6-24 часа (все зависит от уровня загрязненности бака). Микроорганизмы при такой температуре должны погибнуть. В дальнейшем, температуру воды в баке всегда устанавливайте не менее 55 о С.
Некоторые модели электрических водонагревателей бойлеров оснащены автоматической системой Бактерия стоп. Система сама периодически проводит термическую обработку воды в бойлере.
Если Вы дочитаете статью до конца, то узнаете об еще одной возможной причине появления запаха сероводорода.
Двухконтурный котел с рециркуляцией ГВС
Устройство рециркуляции в трубах, подводящих воду к водоразборным кранам, позволяет получать горячую воду сразу же после открытия крана. В контур рециркуляции обычно включают полотенцесушитель, трубы которого всегда будут горячими.
Необходимо учитывать, что при рециркуляции воды по трубам все равно происходят потери тепловой энергии. Кроме того, расходуется электроэнергия на работу насоса, увеличивается его износ.
Товары для дома
Если расстояние от бойлера до водоразборных кранов мало, то устраивать рециркуляцию не имеет смысла. В этом случае выгодно от неё отказаться. Установить полотенцесушитель с комбинированным подогревом — вода/электричество и подключить его к системе отопления. Летом такой полотенцесушитель сможет нагреваться от электросети.
Режим рециркуляции ГВС
Труба контура рециркуляции выходит из бойлера, последовательно обходит по кругу все сантехнические приборы, требующие подключения горячей воды, и возвращается обратно в бойлер через полотенцесушитель и циркуляционный насос. Кольцо труб контура рециркуляции должно проходить рядом с водоразборными кранами на расстоянии не более 1-2 м. Таким образом, горячая вода в трубах не успевает остыть, так как насос заставляет ее постоянно проходить через бойлер. Горячая вода будет мгновенно идти к потребителю.
Рекомендую управлять включением насоса через таймер. Таймер позволяет запускать рециркуляцию и нагрев воды только в часы, когда часто пользуются горячей водой. Таймер приобретается отдельно.
Режим нагрева воды
Если температура воды в бойлере понизилась, то через контакты термостата напряжение электросети поступает на соленоид электромагнитного клапана. Клапан открывается. Через контур ГВС котла начинается циркуляция воды. В результате чего, котел запускается в режиме ГВС. Горячая вода поступает из котла через насос в бойлер.
В то же время на вход насоса поступает и часть воды из контура рециркуляции. Таким образом рециркуляция воды сохраняется и во время нагрева воды котлом. Количество подмешиваемой воды регулируют вручную, прикрывая вентиль в контуре рециркуляции. Делают это один раз, при запуске и настройке системы ГВС. Кроме того, обратную трубу контура рециркуляции (от полотенцесушителя до насоса) делают минимального сечения с условным проходом 12 или 15 мм. (3/8″ или 1/2″).
Диаметр труб контура ГВС котла (от котла до бойлера на всех участках) должен быть равен диаметру патрубков котла.
Циркуляционный насос для ГВС
В продаже есть специальные циркуляционные насосы для систем ГВС. Их характеристики отличаются от параметров циркуляционных насосов для отопления.
Технические характеристики циркуляционных насосов для ГВС
Можно ли поставить циркуляционный насос для отопления на контур циркуляции ГВС.
Насосы для ГВС, в отличие от насосов отопления, должны иметь максимальное рабочее давление не менее 10 бар. Отопительные насосы часто рассчитаны на максимальное давление не более 6 бар.
Другое отличие состоит в том, что насос для ГВС должен иметь гигиенический сертификат, разрешающий применение в системах питьевого водоснабжения.
Вода, залитая в систему отопления, в результате нагревания теряет кислород и далее циркулирует уже практически без кислорода. Коррозионная активность отопительной воды низкая. По этой причине насосы и другое оборудование для отопления обычно делают из черных металлов — чугуна и стали.
Вода в системах ГВС постоянно обновляется и содержание кислорода в ней остается достаточно большим. Коррозионная активность горячей воды высокая. К тому же, горячая вода должна соответствовать санитарным требованиям к питьевой воде. Поэтому, для изготовления насосов ГВС применяют стойкие к коррозии цветные металлы или нержавеющую сталь. По этим причинам циркуляционные насосы для ГВС заметно дороже аналогичных для систем отопления.
Циркуляционные насосы отопления можно ставить на циркуляцию ГВС, если их корпус выполнен из нержавеющей стали или латуни, а максимальное рабочее давление не менее 10 бар. Многие ставят для циркуляции ГВС обычные отопительные насосы из чугуна. Это грозит ускоренной коррозией оборудования. Придется чаще менять насос.
При выборе насоса для системы ГВС с бойлером послойного нагрева и двухконтурным котлом ориентируются на следующие основные технические характеристики:
Для систем ГВС в квартирах и частных домах с двухконтурным котлом мощностью 24 кВт. и бойлером послойного нагрева рекомендую применять специальный насос для систем ГВС:
Циркуляционный насос Grundfos UP 20-30 N 150 для схемы ГВС с двухконтурным котлом и бойлером
Циркуляционный насос для систем ГВС Grundfos UP 20 — 30 N. Этот насос в корпусе из нержавеющей стали выдерживает максимальное рабочее давление 10 бар и температуру перекачиваемой жидкости до 110 о С. В качестве опции насос может быть оснащен 24 — часовым таймером.
Насос Grundfos UP 20 — 30 N обеспечивает:
Защита циркуляционного насоса и ТЭНа электробойлера от сухого хода
Не допускается работа циркуляционного насоса с «мокрым ротором» в системе ГВС, которая не заполнена водой. Подшипники насоса смазываются водой.
ТЭН электробойлера перегорает, если из бойлера уйдет вода и он включится «на сухую».
Система ГВС, в том числе бойлер, может остаться без воды, например, когда подачу воды из водопровода отключают, а обратный клапан пропускает. Насос может также остаться без воды, если случайно перекроют запорную арматуру.
Реле давления Italtecnika LPR/5 для защиты насоса или ТЭНа бойлера от включения без воды в системе ГВС.
Насос и электробойлер очень рекомендую защитить от «сухого хода». Для этого устанавливают реле минимального давления, которое отключает насос и бойлер от электросети в случае снижения давления воды в трубах ниже заданной величины.
В схемах, где нет ТЭНа, реле давления для защиты от сухого хода подключают к трубе на входе воды в насос. В схеме с ТЭНом, реле защиты устанавливают на трубу подачи воды в бойлер, между бойлером и обратным клапаном.
Реле защиты от сухого хода можно не устанавливать, если осознаете последствия и готовы платить за риск повреждения насоса и бойлера. Кроме того, есть альтернатива реле. Некоторые модели электрических водонагревателей имеют встроенную защиту от включения без воды. Циркуляционные насосы с «сухим ротором» могут работать и без воды. Но такое оборудование и стоит дороже.
Для систем ГВС необходимо выбирать реле давления рассчитанное на работу с водой с максимальной температурой не менее +65 о С, и рабочим давлением 10 бар. Реле настраивают на срабатывание в диапазоне, примерно 0,5-1,0 бар.
Имеющиеся в продаже реле давления для холодной воды рассчитаны на более низкую температуру воды, а реле для систем отопления на меньшее давление. Не ошибитесь с выбором!
Для защиты насоса и электробойлера при понижении давления в системе ГВС рекомендую реле Italtecnika LPR/5. Это реле может работать с горячей водой температурой +110 о С.
Реле защиты насоса от сухого хода марки AquamotoR AR MS PC-9A AR112015 рассчитано на работу с жидкостью с температурой +60 о С. Это реле подойдет для установки на трубе подачи холодной воды в бойлер.
Распределитель 3-ходовой 1″ВР-1/4″ВР-1″НР для подключения реле защиты от сухого хода
Тройник — распределитель имеет две проходные резьбы диаметром 1″. С одной стороны — 1″ внутренняя резьба, с другой — 1″ наружная резьба. Примыкает отвод 1/4″ с внутренней резьбой, в который подключают реле давления для защиты от сухого хода.
Электромагнитный клапан для системы ГВС с рециркуляцией воды
Диапазон температур рабочей среды – 0…+120 ºС Рабочее давление – 0,5…16 бар Параметры электросети –
220 ±10% В, 50 Гц Степень защиты – IP65 Нормально закрытый 20 – ДУ (диаметр условного прохода) в мм
Клапан нормально закрытый открывает дорогу потоку жидкости при поступлении на катушку (соленоид) клапана напряжения
Видео устройство и ремонт электрического бойлера Thermex
Посмотрите видео, из которого Вы получите представление об устройстве и ремонте электрического водонагревателя Thermex.
Водонагреватель плоской формы имеет два рядом расположенных бака из нержавеющей стали. В каждом из баков установлен свой ТЭН.
Показанная в видео модель имеет три патрубка, которые удобно использовать в схеме бойлера послойного нагрева.
Третий, сливной патрубок имеет диаметр присоединительной резьбы 3/8″. На видео обратите внимание, как на этот патрубок устанавливают муфту для перехода на резьбу 1/2″.
В моделях, которые не имеют сливного патрубка, третий патрубок можно установить на фланец правого бака, вместо ТЭНа. Циркуляционный насос подключают к проводам демонтированного ТЭНа.
В любом варианте бойлер будет сохранять возможность нагрева воды электричеством хотя бы одним ТЭНом.