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

Меры безопасности при эксплуатации водонагревателя

Все электрические приборы требуют аккуратного обращения с собой и соблюдения мер безопасности. Поскольку прибор подключается к сети электрического питания, то он представляет особый класс опасности, при котором возможны травмы от электрического тока.

Поэтому всегда следует соблюдать требования во избежание получения травм и порчи прибора:

1. Запрещено снимать корпус нагревателя с включенной в розетку вилкой.
2. Розетка, к которой будет подключаться нагреватель, должна иметь заземление.
3. Нельзя включать бак в розетку, если в нем нет воды. Проверить ее наличие можно, открыв кран горячей воды. Если она бежит, значит, бак наполнен.
4. Необходимо проводить своевременное обслуживание бака: чистка от накипи и других примесей. Это убережет его от повреждений.

Чистка водонагревательного устройства от накипи и других примесей

Следует помнить, что самыми уязвимыми элементами нагревателей является ТЭН и накопительный бак. Именно они подвержены наибольшим нагрузкам агрессивных сред.

Монтаж бойлера

Для начала необходимо взять баллон (пропан) и вентиль. Если использовать старый баллон, то некоторое время он будет выдавать запах газа. Первым делом следует промыть баллон. Для этого его необходимо разрезать, хорошо почистить и загрунтовать специальным нитратом. После того как грунтовка высохнет, баллон необходимо сварить. 1 такой бойлер может согреть около 50 л воды.

После чего начинаются сборочные работы. Для начала откручивается вентиль, который шел в комплекте. На его место приваривается гайка из стали (диаметр — 32 мм). Но перед этим необходимо придать гайке сгонную резьбу.

Это действие необходимо для лучшего стыка крепежа водонагревателя с местом монтажа.

Схема змеевика для бойлера.

Следующим этапом будет начинка водонагревателя. Для чего следует взять часть трубы (диаметр — 15 мм). С одной стороны у данной трубы вытачивается при помощи лерки резьба. Трубка для подачи горячей воды по длине должна быть соизмерима с длиной бойлера. В этом случае прогрев воды будет равномерным. Труба для подачи холодной воды делается по следующему принципу. К металлической трубке приделывается заглушка, вдоль трубы просверливаются отверстия. Отверстия необходимы для того, чтобы потоки горячей и холодной воды не перемешивались. В другой стороне трубы вытачивается резьба.

При желании соединить изготавливаемый водонагреватель и накопительный бойлер косвенного типа следует провести ряд дополнительных действий. Он будет греться от отопительной системы. Итак, следует вырезать отверстие, которое составляет 50 мм в диаметре. Это необходимо проделать для теплообменника. В итоге получается труба, внутрь которой вставлена другая. Затем стыки, заглушки обеих труб свариваются. Стыки соединения лучше изолировать силиконовыми смесями.

Схема подключения бойлера.

При таком типе водонагревателя подача воды осуществляется сверху, а выход выводится снизу. Горячая вода льется вверх, поэтому при наличии мощного тэна можно получать теплую воду без предварительного нагрева. Как вариант водонагреватель можно приварить к вертикальному стояку отопительного котла. В этом случае думать о креплении водонагревателя не придется и на виду остается минимум труб.

Далее берется стальной угол. Предварительно к уголку монтируются болты. Они служат крепежными элементами для монтажа бойлера к стене. Труба с гайкой обматывается паклей, и в гайку устанавливается нагревательный тэн мощностью 2 Квт с терморегулятором. Терморегулятор подойдет от любого заводского нагревателя. Затем на бойлер крепится специальная лампочка со световым сигналом (или светодиод). Затем тэн следует обернуть теплоизоляционным материалом. Чтобы водонагреватель максимально долгое время не охлаждался, его следует оклеить пенопластом. Как вариант, его можно разместить в большом ящике, промежутки которого заполнить любым утеплителем (стекловата, пенопластная крошка). Для утепления можно воспользоваться подложкой для ламината. Необходимо обернуть этим материалом 2 основания нагревателя и по диаметру. Затем повторить процедуру обертывания, но теперь материал блестящей стороной повернуть наружу.

Данная схема подойдет и для сооружения напольного и вертикального бойлеров. Смысл подключения горизонтального водонагревателя немного отличается от описанного выше, но внутреннее наполнение ничем не отличается.

Как сделать самодельный бойлер — водонагреватель для нагрева воды

Берем новый обычный газовый балон «пропан», а у старого отворачиваем винтель (обратитесь в газовое хозяйство — отвернут за «пузырь» или в бугалтерии выпишите сразу для покупки балон без краника, и стоит значительно дешевле). Если делать водонагреватель с балона бывшего в употреблении-тогда у воды будет небольшой запах газа месяца два. Промываем газовый балон тщательно водой, только после этого приступайте к сварочным работам.

Для того чтоб вода не воняла и не пахла газом сделайте так — желательно разрезать его пополам, тщательно зачистить металлической щеткой и внутри прогрунтовать нитро грунтовкой. Когда краска высохнит сварите обе половины балона назад, Более действенного способа для удаления запаха газа не нашел, что только не пробовал.

С одного газового балона получится бойлер на 50 литров и цена после сборки в итоге будет около 50 $. Отзывы о таких бойлерах положительные работают уже по пять и более лет, у меня дома тоже стоит такой-же нагреватель воды более пяти лет уже, жрет мало и горячая вода есть всегда, время необходимое для нагрева примерно 30-ть минут. А теперь наконец приступим к сборке нагревателя. Там где вкручивается электрический тен (вместо заводского латунного винтеля) нужно приварить стальную гайку диаметром 32 мм (купите на сантехническом рынке или в магазине). Перед тем как её приваривать, вкрутите в гайку сгонную резьбу, чтоб не повело, иначе в процессе сборки водонагревателя электрический тэн не встанет на своё место (не вкрутится).

Теперь приготовим по схеме начинку бойлера-внутренности. Первым делом для этого нам понадобится кусок металлической трубы диаметром 15 мм (пол дюйма). С одного конца нарезаем леркой короткую резьбу.

Трубка горячей воды должна доходить до верхушки бойлера. А для подвода к водонагревателю холодной воды из водопровода сделаем рассекатель по схеме-трубка с одной стороны заглушка и просверлены отверстия по бокам для того чтоб горячая вода при нагреве не перемешивалась с поступающей холодной, а с противоположной стороны резьба.

Электрические бойлеры

Это самый распространенный вид аппаратов для ГВС, чаще всего применяющийся в квартирах и небольших частных домах. Причина такой популярности — относительно невысокая стоимость и простота установки, для которой не требуется никаких разрешительных документов. Аппараты довольно надежны в эксплуатации и удовлетворяют большинству требований пользователей. Чтобы понимать принцип действия водонагревателя, рассмотрим его устройство, показанное на рисунке:

Агрегат представляет собой бак, обычно – круглой или овальной формы, заключенный в слой теплоизоляционного материала (как правило – пенополиуретан), прикрытого декоративным кожухом. Сама емкость может быть сделана из таких материалов:

• сталь с эмалированным покрытием;
• нержавеющая сталь;
• пластик.

Электрический ТЭН, размещенный в нижней части бака, нагревает воду до температуры, ограничиваемой термостатом. Ее максимальное значение, принятое во всех электрических бойлерах, равно 75 ºС. Пока нет водоразбора, устройство электрического бойлера предусматривает поддержание установленной температуры в режиме автоматического включения и выключения ТЭНа. Последний имеет дополнительную защиту от перегрева и в нештатной ситуации автоматически отключится при достижении температуры воды 85 ºС.

Примечание. Оптимальный режим работы для бойлера – это нагрев до 55 ºС. В таком режиме аппарат обеспечивает нужное количество воды для ГВС и в то же время экономит электроэнергию. К сожалению, часто накопительный водонагреватель работает на максимальной мощности из-за того, что в зимнее время из водопровода поступает слишком холодная вода и ТЭН в экономичном режиме не успевает ее прогревать.

Водоразбор происходит через трубку, выведенную в верхнюю зону бака, где вода самая горячая. В то же время подпитка холодной водой предусмотрена в нижнюю часть бойлера, где установлен ТЭН. Для защиты стальных баков от электрохимической коррозии устройство водонагревателя включает в себя магниевый анод. С течением времени он разрушается, а потому требует замены приблизительно 1 раз в 2—3 года.

№2. Тип нагревательного элемента

За нагрев в бойлерах отвечают ТЭНы, реже используются спиральные нагревательные элементы (они более мощные, но если что случится, в ремонте они сложнее).

ТЭНы могут быть двух типов:

• «мокрые»;
• «сухие».

По названию несложно понять, кто есть кто. «Мокрый» ТЭН – медный нагревательный элемент, который погружен в воду и работает по типу кипятильника. Такие нагревательные элементы характерны для многих накопительных и практически всех проточных бойлеров. Это дешевые устройства, но за счет прямого контакта нагревательного элемента с водой на нем быстро образуется накипь, которая обладает высокими теплоизоляционными свойствами, за счет чего способность нагревать воду у ТЭНа уменьшается. Придется постоянно увеличивать температуру, а это скажется на сроке службы бойлера. Примечательно, что чем выше температура нагрева, тем быстрее образуется накипь. Кроме того, «мокрый» ТЭН подвержен электрохимической коррозии. Если в квартире установлен фильтр на воду, то в принципе можно взять и бойлер подобного типа, он стоит дешевле. При работе с жесткой водой приготовьтесь очищать ТЭН раз в 3-4 месяца.

«Сухой» (стеатиновый) ТЭН защищен специальной колбой и не контактирует с водой, поэтому накипи тут образовываться не может. Теплоотдача у такого ТЭНа намного выше, срок службы тоже, но бойлер с подобным нагревательным элементом обойдется в 1,5-2 раза дороже.

Бойлеры Atlantic

Хороший пример водонагревателя с «сухим» ТЭНом — французский Atlantic. Фабрики Atlantic расположены по всему миру. Кроме Китая — поэтому Atlantic часто называют самыми «НЕкитайскими» водонагревателями. Бойлеры Atlantic оснащаются стеатитовым ТЭНом собственной разработки со сроком службы до 20 лет. Это в десять раз дольше, чем у обычных недорогих «мокрых» ТЭНов.

За счет покрытия бака фирменной эмалью с диоксидом титана и магниевого анода, в бойлерах Atlantic практически не оседает накипь и не появляется ржавчина. Поэтому Atlantic являются ещё и самыми тихими, экономичными и надежными водонагревателями из всех, что продаются в России.

Atlantic работают со всеми типами воды и обеспечены максимальной гарантией на баки — 7-8 лет. Да и обслуживание Atlantic необходимо проводить не ежегодно, как у большинства обычных китайских производителей. А раз в 2-3 года.

Накопительные водонагреватели могут оснащаться одним или двумя ТЭНами. Второй нагревательный элемент получают все бойлеры большого объема, а также модели с функцией быстрого нагрева.

Какой водонагреватель лучше?

При выборе стоит ориентироваться на ряд параметров. Среди них выделяются следующие:

• Время нагрева воды. Накопительные бойлеры затрачивают на процесс нагрева холодной воды минимум 40 минут (без учета функции поддержки температурного режима и постоянного включения устройства). Проточные водонагреватели выдают горячую воду моментально и в любое время суток. 
• Количество источников, подключаемых к устройству. В бойлере оно начинается от 2 и снабжается вся система подачи воды, где есть необходимость устройства горячего водоснабжения. Проточные аппараты монтируются на то место, которое будет использовано для подачи воды. Они могут быть рассчитаны на одну точку, или же снабжать водой все помещения. От количества точек зависит мощность и расход энергоносителя.
• Энергопотребление. Оно напрямую зависит от мощности устройства и при интенсивной эксплуатации аппаратуры разница не является слишком существенной. Проточные водонагреватели потребляют больше электроэнергии на нужды быстрого прогрева воды. Время использования устройства — короткий цикл. Бойлер расходует меньше энергии. Время использования умещается в долгий цикл. В результате конструкция потребляет меньше электричества, но при долгом нагреве и необходимости поддерживать температуру расход будет существенным. По экономичности стационарный бойлер выигрывает у конкурентов, расходующих больше энергоресурсов на быстрый прогрев воды. 
• Максимальная температура нагрева. Самую большую температуру выдает стандартный накопительный водонагреватель. Она доходит до 75 градусов. Маломощный проточный водонагреватель греет воду до 40 градусов. Мощный проточный нагреватель на несколько точек подключения нагревает воду до 60 градусов. 
• Вопрос цены. Накопительные стационарные бойлеры стоят в пределах от 7 500 рублей до 16 000 рублей. Проточные мобильные нагревают воду до 40 градусов и стоят от 2 000 рублей до 5 000 рублей. Проточные стационарные стоят от 6 500 рублей до 16 000 рублей. 

При выборе между проточным водонагревателем и накопительным бойлером стоит ориентироваться на потребности и бюджет. При наличии небольшого количества места и многих пользователей требуется обеспечить высокую производительность и небольшую емкость бака. Тогда оптимальным решением станет проточный стационарный аппарат. Он сможет обеспечить высокую скорость подачи воды на любое количество пользователей. 

При необходимости установить водонагреватель в помещении с большим количеством места и малым количеством пользователей присутствует возможность установить стационарный аппарат с емкостью бака до 100 литров. 

Современные бойлеры комплектуются современными системами управления. Ими можно управлять через мобильное приложение, одновременно контролируя расход воды. Есть возможность выставлять нагрев в то время, когда действуют ночные льготные тарифы на электричество. Это возможность существенно сэкономить на энергоносителях. 

Наличие регулировки в диапазоне до 80 градусов и с точностью до 1 градуса. В отдельных моделях присутствует функция антизамерзания. Она не дает замерзнуть воде внутри конструкции и автоматически поддерживает температуру не менее 5 градусов. 

Присутствует функция обеззараживания. Она требуется для обеспечения высокого качества подаваемой воды и очищения ее от микроорганизмов. Термическая обработка и специальная поверхность обеспечивают использование уже обеззараженной воды. 

Современные бойлеры имеют функционал для поддержания температуры в режиме оптимального энергопотребления. Такая функция применяется при отсутствии активного использования устройства. Присутствуют и другие функции, позволяющие сделать управление более комфортным и качественным, в том числе и дистанционно. 

Поверхность накопительных бойлеров и тэны оснащаются специальным покрытием, препятствующим образованию накипи. Наличие покрытия актуально для мест, в которых подается вода невысокого качества. 

Проточные нагреватели активно применяются для обеспечения качественной подачи воды в помещения. Их можно спрятать от посторонних глаз, а накопительные не поддаются такой визуальной корректировке. Проточные могут использоваться долгие годы без необходимости замены и специального обслуживания. 

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.

Бойлеры прямого нагрева

В таких системах передача тепловой энергии идет непосредственно на нагреваемую для дальнейшего бытового использования воду. Они могут быть электрическими или газовыми.

Электрический бойлер прямого нагрева

Компоновка, расположение, размещение входных и выходных патрубков, система контроля и автоматики от производителя к производителю может существенно различаться, однако принципиальная схема – едина. На рисунке приведен ее общий упрощенный вид:

Электрический бойлер прямого нагрева — схема

• Вся конструкция собрана в металлическом корпусе (1), имеющем то или иное внешнее декоративное исполнение. Внутри расположен бак для воды (2), а пространство между ним и внешним корпусом заполнено термоизоляционным материалом (3), чаще всего – пенополиуретаном.
• Подача холодной воды осуществляется через заборный патрубок (4), на который ставится обратный клапан и предохранительный клапан, срабатывающий при превышении давления внутри бойлера. Труба подачи (10) обычно, во избежание образования турбулентных потоков воды, оснащается сетчатым распылителем.
• Через шнур питания (5) на нагревательный элемент — ТЭН (9) подается переменный ток.Устройство обязательно снабжается системой контроля температуры и терморегулятором, позволяющим выставить требуемый уровень нагрева воды и производить автоматическое отключение подачи электропитания при достижении необходимой температуры.
• Патрубок (6) подключается к системе горячего водоснабжения — через него подогретая вода через трубку (8) из верхней части бойлера поступает на точки потребления. Необходимое давление поддерживается постоянно открытой подачей холодной воды – она пополняет бак по мере расхода, и он всегда остается наполненным.
• Воздушный клапан (7) служит для стравливания воздуха при первоначальном заполнении бойлера водой – он не дает образоваться воздушной подушке.

Чтобы в баке с водой не возникало гальванической коррозии, в нем располагают анод, выполненный из магния. Его электропотенциал меньше, чем у корпуса бака или поверхности нагревательного элемента, поэтому разрушительные процессы коррозии будут воздействовать именно на него. Периодически, по мере коррозии и зарастания, анод заменяют на новый.

 Подобная схема проста, и является наиболее распространенной среди бытовых бойлеров. Подобные устройства, как правило, недороги, что обуславливает их популярность у потребителей. Главный недостаток – ТЭН работает непосредственно в нагреваемой проточной воде, что ведет к достаточно быстрому его зарастанию растворенными в ней минеральными отложениями.

Газовый бойлер прямого нагрева

Газовый бойлер достаточно прост по принципу своего действия и имеет следующее общую компоновку:

Газовый накопительный водонагреватель

• В металлическом корпусе (чаще всего – из нержавеющей стали), имеющем надежную термоизоляцию, расположен бак для воды.
• Через патрубок (1) в нижнюю часть емкости подается холодная вода. В верхней части бака вварен патрубок для забора подогретой воды с последующей ее раздачей на точки потребления.
• Газовая горелка находится под донной частью емкости (4), ее закрывает от воды полукруглая панель, играющая роль теплообменника.
• Вторым теплообменником является труба для отвода продуктов сгорания – она проходит через емкость с водой. Отвод газов производится через обычный дымоход или систему коаксиального типа (в зависимости от модели бойлера – с открытой или закрытой камерой сгорания).
• Магниевый анод (5) служит для сбора накипи – его необходимо регулярно менять, по мере зарастания.
• Бойлер обязательно снабжен системой автоматического контроля – термостатом (3), для отслеживания уровня температуры, клапаном для перекрытия подачи газа при достижении установленного уровня нагрева воды, устройством пьезорозжига – для автоматического запуска газовых горелок при остывании жидкости по мере ее расхода.

Бойлер, работающий на газе, имеет высокую производительность, он значительно экономичнее электрического. Однако есть у него и существенные недостатки – он требует обязательного дымохода, и его установка сопряжена с процессом согласования проекта с контролирующими органами технадзора. Кроме того, такие бойлеры прямого нагрева – намного дороже электрических.

Как сэкономить электроэнергию?

Можно немного сэкономить электроэнергию, которую потребляет бойлер в процессе работы. Для этого рекомендуется:

1. Выставлять температуру нагрева не на максимум (75-85 градусов), а на 55-60. Когда в бак поступает холодная вода и соединяется с той жидкостью, которая там уже находится, понадобится меньше энергии, чтобы разогреть смешанную массу. К тому же температурный режим 55-60 градусов поможет существенно уменьшить процесс образования накипи на нагревателе.
2. Надо выбрать правильное местоположение бойлера, чтобы трубопровод от него до мойки или душа не был слишком длинным. За счет этого тепло от горячей воды будет рассеиваться меньше.
3. Периодически необходимо производить профилактическую чистку нагревательного элемента от накипи. За счет этой процедуры эффективность его работы повышается – затраты электроэнергии на выработку тепла будут меньше.

Накипь на нагревателе

Конструкция внутреннего бака

В качестве материала для внутреннего бака может быть использована нержавеющая сталь или углеродистая сталь с эмалевым покрытием и другими покрытиями, защищающими его от коррозии.

Указанный элемент является основным в конструкции накопительного бойлера. Работает внутренний бак при высоких температурах, давлении, а также подвержен коррозии. В основном все конструкции бойлеров неразборные, поэтому срок службы накопительного бойлера в основном зависит от срока службы внутреннего бака. Более длительный срок службы имеют модели, у которых бак выполнен из нержавеющей стали, но они более дорогие.

Конструкция наружного корпуса может быть выполнена из пластмассы или эмалированной стали. Кроме того, что это корпус водонагревателя, он также выполняет и эстетическую функцию.

Толщина теплоизоляционного слоя в большинстве моделей составляет от 2 до 3 см, в основном для этих целей используется вспененный пенополиуретан.