Температура теплоносителя для бойлера косвенного нагрева

Давно уже горячая вода в кранах перестала быть роскошью. Сегодня это — одно из обязательных требований нормальной жизни. Одна из возможностей организации горячего водоснабжения частного дома — установка и подключение бойлера косвенного нагрева.

Что такое бойлер косвенного нагрева и какие они бывают

Водонагреватель или бойлер косвенного обмена — это бак с водой, в котором размещен теплообменник (змеевик или по типу водяной рубашки — цилиндр в цилиндре). Теплообменник подключен к котлу отопления или к любой другой системе, в которой циркулирует горячая вода или другой теплоноситель.

Нагрев происходит просто: через теплообменник проходит горячая вода от котла, она нагревает стенки теплообменника, а они, в свою очередь, передают тепло воде, находящейся в емкости. Так как нагрев происходит не напрямую, то и называется такой водонагреватель «косвенного нагрева». Нагревшаяся вода по мере необходимости расходуется на хозяйственные нужды.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Одна из важных деталей в данной конструкции — магниевый анод. Он снижает интенсивность процессов коррозии — бак служит дольше.

Есть два типа бойлеров косвенного нагрева: со встроенным управлением и без. Бойлеры косвенного нагрева со встроенным управлением подключаются к системе отопления, работающей от котлов без управления. У них есть встроенный датчик температуры, собственное управление, которое включает/отключает подачу горячей воды в змеевик. При подключении оборудования такого типа все что надо — завести на соответствующие входы подачу и обратку от отопления, подключить подачу холодной воды и к верхнему выходу подключить гребенку раздачи горячей воды. На этом все, можно заполнять бак и начинать ее греть.

Обычные бойлеры косвенного нагрева работают в основном с автоматизированными котлами. Во время монтажа необходимо в определенное место установить датчик температуры (есть отверстие в корпусе) и связать его с определенным входом котла. Далее делают обвязку бойлера косвенного нагрева в соответствии с одной из схем. Можно их подключить и к энергонезависимым котлам, но для этого требуются особые схемы (есть ниже).

Что ее надо помнить, что воду в бойлере косвенного нагрева можно нагреть чуть ниже температуры теплоносителя, циркулирующего в змеевике. Так что если котел у вас работает в низкотемпературном режиме и выдает, скажем +40°C, то максимальная температура воды в баке будет именно такой. Больше вы ее никак не сможете нагреть. Чтобы обойти это ограничение, есть комбинированные водонагреватели. В них есть змеевик и встроенный ТЭН. Основной обогрев в этом случае идет за счет змеевика (косвенного нагрева), а ТЭН только доводит температуру до заданной. Также такие системы хороши в паре с твердотопливными котлами — вода будет теплой даже тогда, когда топливо прогорело.

Что еще можно сказать по особенностям конструкции? В больших по объему косвенниках устанавливают несколько теплообменников — это уменьшает время нагрева воды. Для уменьшения времени нагрева воды и для более медленного остывания бака, лучше выбирать модели с теплоизоляцией.

К каким котлам можно подключать

Бойлеры косвенного нагрева могут работать с любым источником горячей воды. Подойдет любой водогрейный котел — твердотопливный — на дровах, угле, брикетах, пеллетах. Можно подключить газовому котлу любого типа, электрическому или работающему на жидком топливе.

Схема подключения к газовому котлу со специальным выходом для бойлера косвенного нагрев

Просто, как уже писали выше, есть модели с собственным управлением, и тогда их установка и обвязка — более простая задача. Если же модель простая, приходится продумывать систему регулирования температуры и переключения котла с обогрева радиаторов, на обогрев горячей воды.

Формы баков и способы установки

Бойлер косвенного нагрева может устанавливаться на пол, может — навешиваться на стену. Настенные варианты имеют емкость не более 200 литров, а в напольные могут вмещать до 1500 литров. И в том и в другом случае есть горизонтальные и вертикальные модели. При установке настенного варианта крепление стандартное — кронштейны, которые монтируются на дюбеля подходящего типа.

Если говорить о форме, то чаще всего эти устройства сделаны в форме цилиндра. Практически во всех моделях все рабочие выводы (патрубки для подключения) выведены сзади. Так проще подключать, да и внешний вид лучше. На лицевой части панели есть места для установки датчика температуры или термореле, в некоторых моделях есть возможность установки ТЭНа — для дополнительного догрева воды при нехватке мощности отопления.

По типу установки они есть настенные и напольные, емкость — от 50 литров до 1500 литров

При установке системы, стоит помнить, что система будет работать эффективно только в том случае, если мощность котла будет достаточной.

Схемы и особенности подключения

Есть два принципа подключения бойлера косвенного нагрева: с приоритетом нагрева горячей воды и без. При нагреве с приоритетом при необходимости весь теплоноситель перекачивается через теплообменник бойлера. Нагрев занимает немного времени. Как только температура достигает заданной (контролируется датчиком, термостатическим клапаном или термореле), весь поток снова направляется на радиаторы.

В схемах без приоритета нагрева воды, на косвенный водогрей направляется только некоторая часть потока теплоносителя. Это приводит к тому, что вода греется долго.

Схема без приоритета

При подключении бойлера косвенного нагрева лучше выбирать схему с приоритетом — она обеспечивает горячую воду в необходимом количестве. При этом отопление не очень страдает — для нагрева всего объема воды обычно достаточно 20-40 минут, а для поддержания температуры при расходе вообще 3-8 минут. За такое время ни один дом не может настолько остынуть, чтобы можно было это ощутить. Но это — при условии, что мощность бойлера сопоставима с мощностью котла. В идеале — котел более производительный, с запасом в 25-30%.

Общие правила

Для обеспечения нормальной работы всех приборов, подключенных к гребенке горячей воды, на выходе из бойлера устанавливается расширительный бак для горячей воды (не для отопления). Его объем — 10% от объема бака. Он необходим для нейтрализации теплового расширения.

Подробная схема обвязки водонагревателя косвенного нагрева

Также в каждой ветке подключения устанавливаются отсечные краны (шаровые). Они нужны для того, чтобы можно было каждое устройство — трехходовой клапан, циркуляционный насос и т.п. — при необходимости отключить и обслужить.

На трубопроводах подачи обычно еще устанавливают обратные клапана. Они необходимы чтобы исключить возможность противотока. В этом случае подключение бойлера косвенного нагрева будет безопасным и удобным в обслуживании.

Установка рядом с котлом в системе с принудительной циркуляцией (с 3-х ходовым клапаном)

Если в системе уже стоит циркуляционный насос, и установлен он на подаче, а бойлер принудительного нагрева можно поставить рядом с котлом, лучше организовать отдельный контур, который идет от котла отопления. Это подключение бойлера косвенного нагрева реализуется с большинством настенных газовых или других котлов, у которых циркуляционный насос стоит на подающем трубопроводе. При такой схеме подключения получается, что водонагреватель и система отопления подключены параллельно.

При наличии насоса в подающем трубопроводе и водонагревателе, расположенном рядом с котлом

При этом способе обвязки после циркуляционного насоса устанавливается трехходовой клапан, управляемый датчиком температуры (установлен на бойлере). Один из выходов трехходового крана подключается к патрубку бойлера для подключения отопления. В обратный трубопровод перед входом в котел врезается тройник, в него подключается патрубок для отвода воды из теплообменника. Собственно, врезка в систему отопления закончена.

Читайте также:  Технический фен своими руками

Порядок работы этой схемы такой:

  • При поступлении от датчика информации о том, что температура воды ниже заданной, трехходовой кран переключает теплоноситель на бойлер. Система отопления оказывается отключенной.
  • Весь поток теплоносителя идет через теплообменник, вода в баке нагревается.
  • Вода нагревается достаточно, трехходовой клапан перенаправляет теплоноситель на систему отопления.

Как видите, схема проста, ее работа тоже понятна.

Схема с двумя циркуляционными насосами

Пир установке водогрея в систему в циркуляционным насосом, но не рядом с ним, а на некотором расстоянии, лучше в контуре на водонагреватель установить циркуляционный насос. Подключение бойлера косвенного нагрева для этого случая изображено на схеме ниже.

Схема подключения к котлу с автоматическим управлением

Циркуляционный насос может быть установлен либо на подающем патрубке, либо на обратном. В данной схеме нет трехходового крана, подключается контур через обычные тройники. Переключение потока теплоносителя осуществляется включением/отключением насосов, а им руководит датчик температуры, который имеет две пары контактов.

Если вода в баке холоднее, чем выставленная на датчике, включена цепь питания циркуляционного насоса в контуре бойлера. При достижении заданной степени нагрева, замыкаются контакты насоса, который гонит теплоноситель в систему отопления.

Схема для энергонезависимого котла

В схеме с энергонезависимым котлом чтобы обеспечить приоритет бойлера, желательно чтобы он находился выше, чем радиаторы. То есть в данном случае желательна установка настенных моделей. В идеальном варианте — низ косвенного водонагревателя находится выше котла и радиаторов. Но такое расположение не всегда возможно.

Схемы будут работать и при напольном расположении бойлера, но греться вода будет медленнее и в нижней части она будет недостаточно горячей. Ее температура будет сравнима со степенью нагрева обратного трубопровода, то есть запас горячей воды будет меньше.

При энергонезависимом отоплении движение теплоносителя происходит за счет силы гравитации. В принципе, можно подключить бойлер косвенного нагрева по традиционной схеме — с циркуляционным насосом в контуре для его обогрева. Просто в данном случае, при выключенном электричества не будет горячей воды. Если вас такой поворот не устраивает, есть несколько схем, которые будут работать с гравитационными системами.

Схема подключения водонагревателя косвенного нагрева в гравитационную систему

При реализации данной схемы контур, который идет на водонагреватель, делают трубой с диаметром на 1 шаг больше, чем отопительный. Этим и обеспечивается приоритет.

В данной схеме после ответвления на систему отопления установлена термостатическая головка с накладным датчиком. Работает она от батареек, внешнего питания не требует. На регуляторе термоголовки выставляется желаемая температура нагрева воды (не выше, чем температура на подаче котла). Пока в баке вода холодная, термостат открывает подачу на бойлер, поток теплоносителя идет в основном на бойлер. При нагреве до требуемой степени, теплоноситель перенаправляется в ветку отопления.

С рециркуляцией теплоносителя

При наличии в системе водяного полотенцесушителя необходима постоянная циркуляция воды через него. Иначе он работать не будет. В петлю рециркуляции можно подключить всех потребителей. В таком случае горячая вода будет постоянно гоняться по кругу насосом. В таком случае, открыв воду в любой момент времени вы получите сразу горячую воду — не нужно будет ждать, пока из труб стечет холодная. Это положительный момент.

Отрицательный состоит в том, что подключив рециркуляцию, увеличиваем расходы на нагрев воды в бойлере. Почему? Потому что пробегая по кольцу вода остывает, следовательно котел будет чаще подключаться на подогрев воды и больше тратить на это топлива.

Подключение рециркуляционного кольца к специальному выходу косвенника

Второй недостаток — рециркуляция стимулирует перемешивание слоев воды. При обычном режиме работы самая горяча вода находится вверху, откуда ее и подают в контур ГВС. При перемешивании общая температура подаваемой воды падает (при тех же настройках). Тем не менее, для полотенцесушителя это, пожалуй, единственный выход.

Как реализовать подключение бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией? Есть несколько способов. Первый — найти специальные косвенники со встроенной рециркуляцией. Очень удобно — полотенцесушитель (или вся петля) просто подключается к соответствующим патрубкам. Но цена таких вариантов водогреев почти в два раза больше, чем цена на обычный бак такого же объема.

Подключение бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией

Второй вариант — использовать модели, которые не имеют входа для подключения рециркуляционного контура, но подключить его при помощи тройников.

Уже достаточно давно горячей водой в кране никого не удивишь. В наше время это одно из условий нормальной жизни. Чтобы обеспечить себя нужным объемом горячей воды, используют такой агрегат как водонагреватель косвенного нагрева (БКН). Его применение является, пожалуй, самым экономически рациональным решением. Разберемся, какая схема подключения бойлера косвенного нагрева является наиболее эффективной, и каким образом подключить оборудование без самых наиболее распространенных ошибок.

Устройство и принцип работы прибора

Устройство бойлера косвенного нагрева достаточно простое. Водонагреватель представляет собой емкость с водой, в которой находится теплообменник, который подключается к отопительному котлу или какой-то другой системе, где происходит циркуляция горячей воды или другого теплоносителя.

Как работает бойлер косвенного нагрева: горячая жидкость от котла проходит через теплообменник, из-за чего нагреваются его стенки, которые в свою очередь нагревают воду внутри емкости посредством передачи тепла. Из-за того, что нагрев воды осуществляется не напрямую, водонагреватель получил свое название – бойлер косвенного нагрева. Горячая вода из емкости по необходимости расходуется на различные бытовые нужды.

Одной из, пожалуй, самых важных деталей в подобном устройстве является магниевый анод. Благодаря ему уменьшается интенсивность коррозии и срок эксплуатации бака. От высокого давления помогут спасти оборудование встроенный термостат и предохранительный клапан. В тех случаях, когда у бака нет интегрированной группы безопасности, ее обязательно нужно установить отдельно во время обустройства обвязки.

Что можно добавить еще по особенностям конструкции? В БКН с емкостью большого объема монтируют несколько теплообменников, благодаря этому уменьшается время нагрева воды. Для того чтобы уменьшить период нагревания воды и увеличить период ее остывания, наиболее удачным будет выбор модели с теплоизоляцией.

Виды устройств косвенного нагрева

Существует две разновидности приборов косвенного нагрева: с встроенным управлением и без него. Устройства, оборудованные встроенным управлением, подсоединяются к отопительной системе, которая работает от котлов, не имеющих управления. Такие агрегаты оборудованы встроенным датчиком температуры, собственным управлением, которое служит для включения или отключения подачи в змеевик горячей воды.

Во время монтажа подобного агрегата, все что потребуется – присоединить на необходимые входы обратку и подачу от отопления, ввести подачу холодного потока, а к верхнему выходу подсоединить гребенку раздачи горячей жидкости. Вот в принципе и все, после заполнения бака водой можно приступать к ее нагреву.

Стандартные бойлеры косвенного нагрева, как правило, работают с автоматизированными котлами. При монтаже нужно в определенное место смонтировать датчик температуры. И связать его с определенным входом котла. После чего делается обвязка бойлера косвенного нагрева согласно определенной схеме. Агрегат можно подсоединить к энергонезависимому котлу, но для подобного необходимы особые схемы.

Следует помнить, что в подобном устройстве воду можно нагревать немного ниже температуры теплоносителя, который циркулирует в змеевике. Таким образом, если котел функционирует в низкотемпературном режиме и максимальная температура, которую он выдает, составляет +40оС, то вода в баке будет нагреваться максимум до этой температуры. Выше данной температуры нагреть воду не получится.

Для того чтобы обойти данное ограничение существуют комбинированные водонагреватели. Они оборудованы встроенным ТЭНом и змеевиком. Задача основного нагрева отводится змеевику, ТЭН служит только для того чтобы довести температуру до заданного значения. Кроме того такие системы отлично сочетаются с котлами, которые функционируют на твердом топливе, в этом случае температура воды не будет падать даже тогда, когда топливо полностью прогорело.

Для такого водонагревателя подходит любой источник горячего водоснабжения. Для данных целей можно использовать любой твердотопливный водогрейный котел, работающий на дровах, угле, пеллетах, брикетах. Также можно своими руками подключить к электрическому, газовому либо котлу на жидком топливе.

Существуют модели, у которых есть собственное управление, в этом случае их монтаж и обвязка более просты. В том случае, когда более простая схема, необходимо продумать систему регулировки температуры и переключение котла на обогрев воды с обогрева батарей отопления.

Читайте также:  Схема монтажа варочной панели

Монтаж бойлера косвенного нагрева может быть осуществлена, как на полу, так и методом навешивания на стену. У настенных вариантов емкость не должна превышать объем 200 литров, а вот напольные модели могут иметь объем вплоть до 1500 литров. В обоих случаях есть как горизонтальные, так и вертикальные модели. Чтобы установить настенную модель, необходимо стандартное крепление – кронштейны, они устанавливаются на дюбеля соответствующего типа.

Если же говорить о формах, то наиболее распространенной является цилиндр. Почти у всех моделей рабочие выводы сделаны сзади. Благодаря такому расположению упрощается монтаж устройства, а также сохраняется более элегантный внешний вид. Лицевая часть панели имеет место для монтажа датчика температуры либо термореле, а у некоторых моделей есть также возможность для монтажа ТЭНа, который будет служить для догрева воды при недостаточной мощности отопления.

Схемы подключения бойлера

Существуют два метода подключения бойлера косвенного нагрева: с приоритетом нагрева горячей воды и без такового. В схеме нагрева с приоритетом в случае необходимости весь теплоноситель перекачивается через теплообменник прибора. Для нагрева требуется небольшой период времени. При достижении температуры заданной отметки (это контролируется при помощи датчика, термореле или термостатического клапана), поток заново идет в отопительные батареи.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева без приоритета подразумевает, что на подогревание воды отводится лишь часть потока теплоносителя. Из-за чего нагревание жидкости требует большего времени.

В том случае, когда во время монтажа остановить выбор на схеме с приоритетом, она будет обеспечивать горячую воду в требуемом объеме. При таком подключении сама система отопления не сильно пострадает, так как для того чтобы нагреть полностью всю воду вполне хватит 20-40 минут, а для того чтобы поддерживать нужный уровень температуры во время расхода вообще от 3 до 8 минут.

За такие краткие промежутки времени ни один дом не способен остыть на столько, чтобы это можно было как-то серьезно ощутить. Но для этого должно быть соблюдено одно условие – мощность бойлера должна соответствовать мощности котла. В идеале, котел должен быть более производительный, примерно на 25-30% превосходить бойлер.

Для того чтобы обеспечить нормальную работу всех приборов, которые подключаются к гребенке горячей воды, необходимо на выходе из бойлера смонтировать расширительный бак для горячей воды (не отопительной). Его объем должен составлять около 10% от объема основного бака. Он нужен для того чтобы нейтрализовать тепловое расширение.

Кроме этого на каждую ветку монтируются шаровые отсечные краны. Они служат для того чтобы каждое устройство – циркуляционный насос, трехходовой кран и прочее – в случае надобности можно было отключить и обслужить.

На трубопроводах подачи, как правило, еще монтируют обратные клапана. Они служат для того, чтобы предотвратить вероятность противотока. При таком подключении бойлера косвенного нагрева его эксплуатация будет отличаться безопасностью, а обслуживание удобством.

Схема монтажа в системе с трехходовым клапаном

В том случае, когда в систему уже интегрирован циркуляционный насос, который установлен на подаче, а бойлер принудительного нагрева может быть установлен рядом с котлом, наиболее разумно будет обустроить отдельный контур, идущий от котла отопления.

Такое подключение бойлера косвенного нагрева можно реализовать с большей частью моделей настенных или других котлов, где циркуляционный насос установлен на подающем трубопроводе. При таком методе подключения, выходит, что система отопления и водонагреватель подключены параллельно.

Данный метод подключения является наиболее распространенным, так как при его использовании происходит параллельное подключение системы отопления и бойлера косвенного нагрева, оборудованное запорными устройствами. Бойлер должен быть смонтирован в непосредственной близости от котла, а на подачу врезается циркуляционный насос, после которого необходимо установить трехходовой клапан. Подобная схема достаточно успешно используется, если эксплуатируется несколько обогревательных приборов, например, два разных котла.

Трехходовой клапан является своеобразным переключателем управляемым термореле. В момент падения температуры срабатывает автоматика, и теплоноситель с обогревателя перенаправляется в бойлер косвенного нагревания.

В сущности, данная система с приоритетом, которая позволяет осуществить быстрый нагрев воды в бойлере при полностью отключенных на некоторое время радиаторах. В момент достижения температуры максимально установленного значения, трехходовой клапан вновь срабатывает и перенаправляет теплоноситель обратно в контур обогрева помещений. Данный метод обвязки наиболее хорошо подойдет тем, у кого бойлер находится в постоянном режиме работы.

Обвязка с двумя циркуляционными насосами

В том случае, когда бойлер используется редко (к примеру, только по выходным ли сезонно) либо есть потребность в воде с более низкой температурой, чем в отопительной системе, тогда используют систему с двумя циркуляционными насосами. Первый монтируется на трубе подачи, непосредственно перед бойлером косвенного нагрева, а второй на отопительном контуре.

В такой схеме нет трехходового клапана, обвязку оборудуют с использованием обычных соединительных тройников.

Циркуляционный насос подключен к питанию через термореле и включается только тогда, когда температура падает ниже установленной точки. Ускорение нагрева начинается в момент включения принудительной циркуляции.

Схема в гидравлической системе

Подобное подключение применяется для бойлеров с большим объемом (от 200 литров и больше) и отопительных систем с разветвлением с большим количеством дополнительных контуров. В качестве примера может служить отопительная система двухэтажного дома, где кроме многоконтурной радиаторной сети есть еще теплые полы.

Гидрострелка или другими словами гидравлический распределитель нужен для упрощения схемы отопительной системы, а также для того, чтобы не устанавливать на каждую отопительную ветку рециркуляционные насосы.

Кроме того установка гидросрелка позволяет предотвратить тепловой удар из-за того что давление воды во всех контурах будет одинаковым. Самому сделать обвязку по такой схеме достаточно трудно, и ввиду этого лучше всего будет доверить эту работу профессионалам.

Обвязка с рециркуляцией теплоносителя

Рециркуляция воды в системе полезна только в том случае, когда есть контур, которому необходима постоянная подача горячей воды, к примеру – полотенцесушитель. Если его подключить к отопительной системе, циркуляция теплоносителя будет постоянной, в тоже время сушилка будет исполнять свои прямые функции и в тоже время служить как отдельный отопительный прибор.

У рециркуляции горячей воды в частном доме есть одно достаточно большое преимущество – нет необходимости ждать, когда вода нагреется до необходимого значения, она постоянно будет горячей.

Но подобная схема подключения бойлера косвенного нагрева с рециркуляцией обладает и своими минусами. Одним из главных недостатков является увеличенный расход топлива в виду того, что необходимо постоянно прогревать охлаждаемую в контуре воду. Второй недостаток – это смешивание в баке воды.

Как правило, горячая вода находится в верхней части, и оттуда направляется к водоразборным точкам, туже и происходит ее смешивание с холодной, из-за чего на выходе температура воды несколько ниже.

Есть модели с интегрированной системой рециркуляции, то есть у таких бойлеров уже готовы патрубки для того чтобы подключить полотенцесушитель. Но гораздо дешевле обойдется обычный бак, использовав для подключения тройники.

Схема с энергонезависимым котлом

Главной отличительной чертой этой схемы является монтаж бойлера выше котла и других отопительных приборов. В этом случае предпочтительнее выбирать настенные модели, которые есть возможность подвесить над полом на уровне 1 метра.

Конкретно в рамках этой схемы напольные бойлеры уступают настенным качеством и скоростью нагрева воды. В этом случае вода будет менее горячая (приблизительно той же температуры что и в обратном трубопроводе) и как следствие меньший запас горячей воды.

Энергонезависимый метод отопления использует в своем принципе законы гравитации, и следственно теплоноситель будет продолжать циркулировать, даже если будет отключено электричество. В обычном режиме можно использовать циркуляционные насосы.

Ход действий при монтаже

После того как выбрана схема, можно уже предполагать какое оборудование для нее понадобится. Кроме основного комплекта деталей, может возникнуть необходимости в вентилях, шаровых кранах, клапанах (обратном и трехходовом) и распределительных гребенках.

  • подготовить место для монтажа (на стене или полу);
  • сделать разводку, пометив синим и красным цветом выходы холодной и горячей воды;
  • встроить тройник и клапан сброса давления, обработав соединения герметиком;
  • подключить краны выхода горячей и входа холодной воды;
  • присоединить к источнику электропитания, смонтировать автоматику и термостат;
  • выбрать режим нагревания;
  • проверить подключение.
Читайте также:  Техническое задание дизайн интерьера образец

Вот все рекомендации, которые позволяют представить полный объем работ. Во время подключения конкретной модели необходимо строго следовать инструкции, поставляемой в комплекте с оборудованием.

Поскольку речь идет о расчете, значит потребуются цифры исходных данных. Каждый человек по-разному расходует воду. Одним достаточно пробыть в душе 5 минут, а другие каждый день два раза в ванне плавают.

Если Вы решили приобрести бойлер и выбираете тип и модель прежде всего изучите свои потребности. Хотя бы замеряйте время купания и мойки посуды. Подсчитаем, сколько нужно горячей воды, какой для этого нужен объем бойлера и его мощность. Сколько и чего он возьмет у котла и что для этого потребуется котлу.

Величины

Мы потребляем воду литрами, а ее температуру измеряем градусами. Вода, для того чтобы нагреться, использует тепловую энергию в Джоулях из расчета своей массы в килограммах. Водонагреватель вырабатывает мощность в Ваттах, а КПД исчисляет процентами. Переведем эти единицы измерения в одну, понятную, плоскость.

  • Согласно законам физики для того, чтобы повысить температуру 1 кг воды, что равно 1 л, на 1оС требуется 4,187 кДж тепловой энергии, что составляет 0,001 кВт/ч мощности нагревающего устройства. Вид, производитель и потери не учитываем. Кто бы не произвел нагреватель и в каких бы условиях этот механизм не находился воде всегда нужно именно столько энергии.
  • Вода, поступающая в бойлер зимой (летом котел не работает), имеет температуру порядка 10о. Утепленные трубы подачи сократят разницу температур на входе и выходе бойлера и помогут экономить топливо.
  • На панели управления аппаратом выставлена цифра 60о. Это означает что жидкость в агрегате будет нагрета до такой температуры. Следовательно, 60-10=50о. Настраивать большую величину разогрева не стоит. Такая нагрузка повлечет за собой повышенный износ оборудования.
  • На эту величину требуется поднять температуру. Умножим найденную разницу в градусах на энергию нужную для получения каждого из них — 50*0,001=0,05 кВт/ч мощности потребуется бойлеру для такой работы.

Итак, для нагрева 1 л воды до 60о понадобится 0,05 кВт/ч мощности бойлера, а для повышения на 1о — 0,001 кВт/ч его усилий.

Горячая вода, которую мы берем из крана чтобы умыться или помыть посуду имеет температуру около 40о. Выше будет горячо, ниже прохладно. Чтобы расчет работы бойлера, не только косвенного нагрева, но и любого другого типа нагревателя был правильным нужно учесть, что мы смешиваем две воды, каждая из которых имеет свою температуру.

  • Горячая вода — это тепловая энергия. Мы подсчитали, что 1о = 0,001 кВт/ч.
  • Желаемая нами вода должна быть 40о, значит 40*0,001= 0,04 кВт.
  • Холодная вода имеет 10о, значит 0,01 кВт/ч уже есть. Это составляет 25% от требуемого объема теплоты.
  • Значит нужно добавить еще 75% температуры, что составит 0,05*75%=0,0375 кВт/ч.

Таким образом, 1 л искомой смеси (далее по тексту будем называть ее теплой водой) будет содержать 0,75 л полностью нагретой воды из нашего агрегата и 0,0375 кВт/ч его мощности.

Количество потребляемой мощности

Придя к решению о необходимости покупки и производя расчет объема бойлера косвенного нагрева, нужно подсчитать сколько теплой воды нужно для нормального существования. Представим семью из 4-х человек и осуществим среднесуточный анализ за неделю и пиковое (утро рабочего дня) исследование потребления горячей воды.

      1. Еженедельный анализ
      • Для того, чтобы помыть посуду потребуется около 5 литров теплой воды в минуту. Учитывается время полоскания, это около 5 минут. Два раза в день моем тарелки, получаем 50 л теплой воды ушло на кухонную утварь в сутки. Умножим на 7 дней итого 350 литров в неделю.
      • Каждый человек 2-3 раза в неделю принимает ванну, расходуя при этом порядка 170 литров. 4*2,5=10*170=1700 литров за 7 дней.
      • Еще 4-5 раз душ по 10 минут при расходе около 12 л/мин. 4,5*10*12=540 на одного члена семьи, соответственно на всех 2160 л в неделю.
      • Мелкая гигиена (помыть руки, обувь, убрать в доме) — порядка 10 л в день на человека составит 280 л за исследуемый период.

      Итого — 350+1700+2160+280=4490 литров в неделю. Добавим заходивших гостей и запас на всякий случай получим ориентировочную цифру около 5000 литров в неделю. Но бойлер считает в часах, нужно перевести в его единицы. 5000 / 7 / 24 = 30 литров в час теплой воды составляет средний расход семьи из 4-х человек.

      Исходя из наших цифр соотношения температуры и мощности получаем необходимый средний расход мощности — 30*0,0375 = 1,125 кВт/час.

      Пиковое потребление

      Исходя из вышеизложенного создается впечатление, что даже самого маленького нагревателя будет достаточно. Увы, в жизни не все так гладко. Производя расчет объема резервуара и необходимой мощности агрегата требуется учесть, что утром вся семья просыпается и собирается на работу или в школу примерно в одно время. Ждать, пока полностью нагреется вода в бойлере попросту некогда. Должно хватить запаса накопленной жидкости и подогрева проточной за время расходования ее потребителями.

      • Согласно статистике, коммунальных служб утренний расход горячей воды составляет порядка 30%-40% от среднесуточной величины за 1,5 часа. Берется период с 7 ч 00 мин до 8 ч 30 мин. Возьмем среднюю цифру 35% и получим, что наша семья израсходует 5000 / 7 * 35% = 250 литров за 1,5 часа, что равно 170 литров в час теплой воды. Для такого количества нам понадобится 170 * 75% = порядка 130 литров горячей воды и 170 * 0,0375 = 6,5 кВт мощности водонагревателя.
      • Но и это еще не все. По мере расходования полностью нагретой воды из бака в него будет добавляться холодная, которую нужно разогреть, а для этого требуется время.
      • Средняя скорость подогрева в проточном режиме зависит от температуры теплоносителя и площади поверхности контура. Поскольку нагревающая жидкость поступает из котла ее температура будет постоянно порядка 70 — 75о, а теплообменник рассчитывается относительно объема резервуара и заявленной мощности устройства.
      • Средние показатели приблизительно равны для устройств всех производителей и составляют для бойлера с нагрузкой контура теплообмена 10 кВт порядка 0,3 л/мин при заданной нами разнице температур 50о. За один час объем подогретой проточной воды составит 60 * 0,3 = 18 литров.

      Таким образом расчет объема бойлера косвенного нагрева показывает, что для одного утра рабочего дня семье из 4-х человек потребуется аппарат мощностью не менее 10 кВт и оснащенный баком емкостью более 100 л. С увеличением возможностей контура теплообмена скорость нагрева будет увеличиваться пропорционально росту мощности, но и количество тепла, отобранного у котла, возрастет.

      Расход теплоносителя

      Поскольку тепловая энергия берется у отопительного устройства, значит ее меньше поступит в систему обогрева дома. Но на общей температуре в помещении скажется только средний расход, пиковые показатели краткосрочны и особого влияния на разогретую систему отопления не окажут.

      • Мы подсчитали, что средний расход мощности составит 1,125 кВт в час. Но после утреннего и вечернего разбора горячей воды резервуар заполниться холодной жидкостью, агрегат ее разогреет и будет всю ночь или день поддерживать температуру.
      • Значит следует учесть холостой расход тепла, как минимум на два полных цикла в день, что составит 200 * 0,0375 / 24 = порядка 0,3125 кВт/ч.

      В итоге получаем результат, согласно которому для бесперебойного обеспечения семьи горячей водой котел отдаст порядка 1,125 + 0,3 = 1,5 кВт/ч своей мощности. Если добавить потери теплоты при транспортировке по трубам, через корпус бойлера и непредвиденные расходы воды (скопление гостей на юбилей, чистка обуви и т. д. и т. п.) правильнее будет взять цифру 2 кВт/ч.

      При проведении этого исследования учитывались усредненные цифры. Чтобы получить более точный расчет бойлера косвенного нагрева калькулятор, представленный по мощности и производителям, учитывает особенности каждой конкретной модели нагревателя и конкретные условия эксплуатации.

      Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
      ТурбоЗайм
      Добавить комментарий

      ;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

      Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

      Adblock detector