Подогрев воды в стационарном бассейне: нагревательные устройства и характеристики. Какой бойлер для нагрева воды выбрать для квартиры и дома Система нагрева воды

Сегодня индукционное отопление создает довольно сильную конкуренцию газовым и электрическим котлам. А на рынке отопительного оборудования индукционные котлы позиционируют как один из самых экономичных вариантов. Если в промышленности такие котлы стали появляться в далеких 80-х, то уже в 90-х их начали использовать и в бытовых целях.

Основные принципы работы

Принцип работы индукционного котла

Уже из названия индукционного отопления можно понять, что в основе работы таких котлов – принцип электромагнитной индукции. И чтобы точно понять, как же работает система, достаточно через катушку толстой проволоки пустить большой ток. Вокруг этого устройства обязательно появится электромагнитное поле, и довольно сильное. И если поставить в него любой ферромагнетик – то есть тот металл, который притягивается, то он нагреется – и достаточно быстро.

Итак, простейший пример индукционного отопления, то есть, источника тепла, — это катушка, которая намотана на трубу из диэлектрика.

Вовнутрь необходимо поместить сердечник из стали. Катушка, которая подсоединена к источнику электричества, будет нагревать стержень из металла. Теперь остается подключить устройство к магистрали, где циркулирует носитель тепла, — и такое примитивное индукционное отопление своими руками начнет работать.

Если коротко описать принцип работы, то для этого потребуется всего лишь несколько суждений. Электрическая энергия создает электромагнитное поле. Металлический сердечник нагревается под воздействием электромагнитных волн. Избыточное тепло от стержня идет к теплоносителю, нагревая его.

Теплоноситель в таких системах может быть не только обычной водой, но и этиленгликолем, и маслом. Из-за того, что жидкость нагревается интенсивно, получаются конвекционные потоки. Горячий носитель тепла идет вверх, а его мощи уже достаточно, чтобы работал небольшой контур. Если же магистраль имеет большую протяженность, — то требуется ставить циркуляционный насос.

Система отопления с индукционным котлом

Развенчание мифов

Порой в магазинах, продающих оборудование, осуществляющее индукционное отопление дома, можно услышать просто нереальные характеристики, присваивающиеся ему. И, к сожалению, не всегда такие свойства являются правдивыми. Существует несколько основных моментов, о которых следует знать правду:

Новизна принципа. Многие утверждают, что это инновационные технологии, которые построены на основе принципов физики. В реальности дело обстоит так: явление электромагнитной индукции было открыто Майклом Фарадеем еще в 1831 году. И уже с ХХ столетия индукционная система отопления вовсю использовалась в промышленности для того чтобы плавить сталь. Как видим, это не новая технология, а всего лишь известный принцип, нашедший применение в современности в бытовых целях.

Нагрев воды в индукционном котле

Экономичность. Частое утверждение – что индукционный нагреватель для отопления использует на 20-30% менее энергии, нежели другие электрические аналоги. В реальности же все так: любой прибор нагревания все 100 процентов энергии, которую он использует, превращает в тепловую – конечно если он не делает механическую работу. КПД может быть и меньшим. Здесь все зависит от того, как рассеивается тепло вокруг прибора отопления. Время, за которое носитель тепла нагреется до нужной температуры, прямым образом зависит от того, насколько эффективна работа нагревательного элемента. Поэтому высокие речи о революционной экономичности – это лишь уловки. Ведь закон сохранения энергии никто не отменял. Чтобы получить 1 кВт тепла, нужно потратить не менее 1 кВт электричества. Помимо этого, какая-то часть тепла будет тратиться просто так. Например, сама катушка греется, так как сопротивление проводника не нулевое.

Экономический эффект использования индукционного котла

Долговечность. Еще одно частое утверждение – это то, что отопление индукционной плитой будет работать у вас не менее 25-ти лет, и что это наиболее долговечный вариант отопления электричеством. Механическое изнашивание котлов такого типа невозможно, так как у них нет подвижных элементов. Медная обмотка обладает большим запасом прочности, и если использовать ее при надлежащем охлаждении, то прослужит она долго. Сердечник в любом случае будет постепенно разрушаться – так как на него могут влиять агрессивные примеси, а постоянный нагрев-остывание не будет придавать прочности. Но заметим, что даже этот процесс – очень долгий. В схеме управления – несколько транзисторов. Именно они и будут определяющими срока эксплуатации всего оборудования без отказа. Обычно дается гарантия на 10 лет. Хотя известны случаи, когда оборудование работало и 30 лет. Вывод из этого всего следующий: индукционные нагреватели воды для отопления будут намного дольше работать, чем аналоги – ТЭНы.
Незаменимые свойства. Многие говорят, что индукционные котлы сохраняют свои первоначальные характеристики в течение десятилетий из-за того, что здесь не появляется накипь. Первым делом, скажем, что влияние накипи немного преувеличивается. Слой извести не имеет высоких теплоизолирующих свойств, а в замкнутой системе много отложений не появится. Но этого нельзя сказать о сердечнике – здесь накипь – это частое явление. Так, отопление с помощью индукционной плиты действительно не подвержено накипи.
Бесшумная работа. На самом деле, если изучить отзывы, то можно сказать, что любой электробойлер не будет шуметь при нагревании воды, так как здесь нет акустических колебаний. Шум может появиться только от насосов. Так что суждение верно.
Компактность. Индукционное оборудование можно устанавливать в любом помещении. Это утверждение верно: данное устройство – это отрезок трубы, который не требует особого места.

Индукционный котел

Индукционный нагрев воды для отопления – безопасен. Если случится утечка носителя тепла, то электромагнитное поле не исчезнет автоматически. Сердечник продолжит нагреваться, если не прекратить электроснабжение, то корпус и крепление расплавятся через считанные секунды. Именно поэтому при установке следует предусмотреть автоматическое отключение индукционного котла в таких ситуациях.

В нынешнее время автономное горячее водоснабжение в квартирах и частных домах становится все более популярным. Централизованное ГВС стало дорогим и неэкономичным, оттого оно постепенно уходит в прошлое. На смену ему приходят водонагреватели различных конструкций, самые распространенные из них – аппараты накопительного типа. В данной статье мы как раз и рассмотрим устройство и принцип работы бойлера для нагрева воды.

Виды накопительных водонагревателей

На данный момент существует несколько разновидностей агрегатов для автономного горячего водоснабжения. Все они созданы с одной целью, но достигают ее по-разному, то бишь, с использованием различных энергоносителей. Домовладелец имеет возможность выбрать тот, что оптимально подходит ему по всем параметрам.

Итак, на современном рынке предлагаются нагревательные бойлеры следующих видов:

электрические накопительные нагреватели;
бойлеры косвенного нагрева;
газовые бойлеры;
проточные нагреватели.

Примечание. В прямом переводе с английского слово «бойлер» означает «котел». Это значит, что к ним относятся не только накопительные, но и всяческие проточные водонагреватели. Не принимать их во внимание будет некорректным по отношению к пользователям.

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.

Бойлеры косвенного нагрева

Эти аппараты не производят тепловую энергию самостоятельно, хотя некоторые модели имеют встроенный ТЭН для поддержания температуры воды в разных ситуациях. В обычном режиме бойлер готовит воду для ГВС, подогревая ее змеевиком с протекающим по нему теплоносителем. Ниже на схеме показано устройство бойлера косвенного нагрева:

В утепленный бак большой емкости (бывает до 1000 л) встроен змеевик с подведенным к нему теплоносителем от котла. Как и в электрическом бойлере, подача холодной воды осуществляется в нижнюю часть емкости, отбор горячей – из верхней части. Агрегат способен обеспечить значительный расход горячей воды, а потому применяется в частных домах с большим числом потребителей.

Обычный обмен теплом между средами с разной температурой – это и есть принцип работы бойлера косвенного нагрева. Но чтобы получить воду из крана с температурой 55 ºС, котел должен нагревать теплоноситель минимум до 80 ºС, это один из недостатков данного водонагревателя. Второй недостаток – длительное время загрузки бака большой емкости, так что в случае интенсивного водоразбора проживающим в доме людям надо приспособиться пользоваться ГВС по определенному графику.

Как и электрические бойлеры, водонагреватели косвенного нагрева оснащены магниевым анодом для защиты стального бака от коррозии. Боле сложные и дорогие модели оборудованы двумя змеевиками, через один протекает теплоноситель от котла, а второй можно присоединить к альтернативному источнику тепловой энергии. Им может служить другой котел либо солнечный коллектор. Для поддержания температуры в разных ситуациях в верхнюю зону емкости встраивается ТЭН с термостатом.

Агрегаты косвенного нагрева производятся в настенном и напольном исполнении, могут работать с любыми источниками тепловой энергии. Производители котельного оборудования часто предлагают их в связке с двухконтурными котлами. В этом случае теплогенератор поддерживает температуру отопления и загружает бойлер, поочередно переключаясь между этими двумя системами.

Газовые накопительные водонагреватели

Эти аппараты конструктивно и внешне напоминают электрические бойлеры. Все тот же подвешиваемый на стену бак, покрытый слоем утеплителя, только внизу установлена газовая горелка, а вверху имеется патрубок дымохода. Газовый бойлер работает по такому же принципу, только источником тепла служит горелка, нагревающая емкость с водой. Устройство водонагревателя показано на схеме:

Как видно на рисунке, нагрев осуществляется не только от горелки, но и путем отбора тепла продуктов горения. Это достигается за счет стального газохода с рассекателями, проходящего вертикально сквозь емкость и обменивающегося теплом с водой. Работой горелки управляет электронный блок, чья задача – потушить или разжечь ее при достижении установленной температуры либо ее понижении. Как водится, для защиты корпуса конструкция бойлера предусматривает магниевый анод.

Данный тип водонагревателей не слишком популярен из-за сложностей при оформлении и подключении газоиспользующих установок. Кроме того, для эксплуатации газового бойлера понадобится полноценный дымоход, выполнить это требование не всегда возможно или слишком дорого.

Достоинство накопительных водонагревателей состоит в том, что они сходу могут выдать большой расход воды для ГВС, но в течение ограниченного промежутка времени. После этого им требуется перерыв для приготовления очередной порции воды.

О проточных нагревателях воды

В отличие от накопительных бойлеров принцип работы проточного водонагревателя состоит в том, чтобы не заблаговременно, а быстро прогревать проточную воду по мере необходимости.

Источниками тепла служат те же электрические ТЭНы и газовые горелки, только включаются они после того, как в доме открывается кран горячей воды. К таким нагревателям относятся:

газовые колонки;
проточные электронагреватели.

Примечание. Иногда для обеспечения ГВС частного дома применяется пластинчатый бойлер, представляющий собой водоводяной теплообменник. Как и бойлер косвенного нагрева, он передает энергию теплоносителя воде, только делает это в проточном режиме.

Конструкция газовой колонки довольно сложна, а потому заслуживает отдельной темы. Электрический же водонагреватель прост: в нем проточную воду греет мощный ТЭН. Обладая таким достоинством, как небольшие размеры, аппарат имеет слишком высокую потребляемую мощность и оттого сфера его применения ограничена. Устройство проточного электрического бойлера показана на рисунке:

Преимущество проточных водогрейных аппаратов состоит в том, что нагретую воду они могут подавать без подготовки и в течение неограниченного времени. Зато имеет пределы ее расход, что важно при большом количестве потребителей.

Заключение

Если распределить все перечисленные приборы по популярности, то первое место уверенно займут электрические бойлеры, причины этому понятны. На втором месте находятся газовые колонки, третье остается за бойлерами косвенного нагрева.

С каждым годом бассейны набирают популярность. Владельцы частных домов и загородных участков все чаще и чаще устанавливают бассейны - это удобно, престижно и относительно доступно. На этапе планирования покупки и проектирования бассейна, необходимо решить ряд вопросов, касающихся подогрева воды. Ведь использовать баcсейн хочется не только жарким летом, а и в холодное время года.

Существуют специальные устройства, нагревающие воду в бассейне до оптимальной температуры. Между собой они отличаются принципом действия, эффективностью использования, экономичностью работы и стоимостью.

Системы подогрева воды в бассейне

Подогрев воды необходим как для бассейнов, расположенных внутри помещения, так и для открытых бассейнов. Конечно, в летнее время вода в бассейне вполне прогреется и от прямых солнечных лучей, но с приближением осени, когда ночи становятся холодными, а дни все короче, возникает необходимость в дополнительных источниках тепла.

Для комфортного купания в бассейне (в зависимости от категории «купальщиков») температура воды должна иметь следующие показатели:

для активных, спортивных игр - 22 градуса;
для детей - 28-30 градусов;
для взрослых - 24-26 градусов;
для людей пожилого возраста - не менее 26 градусов.

Поддерживать оптимальную температуру воды в бассейне можно при помощи специальных нагревательных устройств, выбор которых определяет систему нагрева.

Системы подогрева воды в бассейне можно разделить на два типа:

подогрев за счет электронагревателя;
подогрев за счет теплообмена.

К системе подогрева на основе теплообмена относятся:

теплообменники, действующие на основе солнечной энергии;
теплообменники, в которых главными источниками тепла является центральная система водоснабжения, отопительный котел;
теплообменники, использующие другие источники тепла (тепловой насос).

На основании расчета подогрева воды в бассейне, в котором будут учтены все особенности конструкции и эксплуатации, выбирается система нагрева воды для бассейна.

Устройства для подогрева воды: принцип работы, преимущества и недостатки

проточный электронагреватель - оптимальный вариант для малогабаритного бассейна

Электронагреватель для бассейна, пожалуй, самый простой и доступный способ подогрева воды. Основное предназначение устройство - нагрев непрерывного потока воды с минимальным колебанием давления.

Принцип работы нагревателя: вода циркулирует через корпус, в котором находятся ТЭНы. Корпус нагревателя изготавливается из нержавеющей стали, титана или качественного пластика, а ТЭНы - из прочных сплавов нержавеющей стали, способных выдерживать высокие температуры. Устанавливается электронагреватель за фильтрующим оборудованием, поэтому вода в бассейн поступает уже очищенная.

Для размещения теплового оборудования не требуется отдельное большое помещение, так как нагреватель имеет компактные габариты - достаточно небольшой крытой будочки.

Покупая, проточный водонагреватель для бассейна, следует обратить внимание на следующие параметры.

Мощность устройства (3-18 кВт). Некоторые модели рассчитаны на подключение через трехфазную сеть. Для закрытых бассейнов, находящихся внутри помещения, мощность нагревателя рассчитывается исходя из 0,3-0,5 кВт на 1 кв.м. бассейна, для открытых - 0,5-1 кВт.
Максимальная температура нагрева. У большинства проточных электронагревателей для бассейнов этот показатель составляет 30-40 градусов.
Объем протока и рабочее давление.
Наличие защитных и регулирующих устройств (датчика защиты от перегрева, термостата и датчика потока), которые обезопасят устройство от поломок.
Материалы изготовления электронагревателя. Более долговечными считаются нагреватели, корпус которых выполнен из нержавеющей стали.

Следует учитывать, что при значительных теплопотерях (бассейны открытого типа или бассейны, расположенные в неотапливаемых помещениях) расход электроэнергии значительно возрастает

Мощности проточных нагревателей недостаточно для больших бассейнов, объемом более 35 куб.метров, особенно, если такой бассейн расположен на улице. Кроме того, такой агрегат нельзя применять в доме с ограничением на энергопотребление или «слабой» проводкой.

Небольшие нагреватели (мощность 3 кВт) часто используют для подогрева воды в бассейнах Intex и других надувных и каркасных бассейнах.

При этом важно помнить, что во время работы нагревателя находиться в бассейне строго запрещено!

Преимущества проточных нагревателей:

нагрев воды происходит достаточно быстро;
с помощью термостата можно регулировать температуру воды;
при отсутствии воды срабатывает датчик потока, отключающий подогрев воды;
компактные размеры оборудования;
система управления - автоматизирована.

Недостатки электронагревателя:

существенные денежные расходы на подогрев воды (большое потребление электроэнергии);
небольшая мощность;
не во всех домах есть возможность установки данной системы.

Солнечные коллекторы - инновационный подход к подогреву бассейна

Солнце - неиссякаемый источник тепла, который можно эффективно использовать для подогрева воды в открытом и закрытом бассейне.

Многие считают, что для открытого бассейна достаточно тепла от прямых солнечных лучей. Однако это утверждение верно только тогда, когда бассейн расположен на солнечном участке. А если он расположен под навесом или в помещении? С применением гелиосистем, солнечный подогрев воды в бассейне становиться более регулируемым.

Солнечная система нагрева воды состоит из трех главных элементов:

солнечного коллектора (трубки, соединенные между собой на большом экране);
фильтра насоса;
клапана управления.

Механизм действия гелиосистемы довольно прост. При интенсивном солнечном освещении датчики отдают команду автоматическому отводному клапану направить поток воды из бассейна через теплообменник коллектора. Внутри теплообменника будет происходить подогрев воды за счет теплоносителя, циркулирующего в замкнутой гелиосистеме (коллекторные трубки).

При достижении заданной температуры нагрева, вода поступает обратно в бассейн. Если солнечный коллектор остыл (пасмурная погода), то вода через него не циркулирует.

Солнечный коллектор обычно размещается на крыше или на хорошо освещенном участке.

Для обогрева в оды в бассейне могут быть использованы следующие виды солнечных коллекторов:

высокоселективные плоские и плоские коллекторы;
вакуумные трубчатые коллекторы.

Их выбор будет зависеть от климатических условий региона, места установки и объема подогреваемой воды.

При расчете размеров гелиосистемы (площади коллекторов) необходимо учитывать ряд факторов:

параметры бассейна;
тип бассейна (закрытый, открытый);
посещаемость бассейна;
укрывается бассейн или нет;
требуемая температура нагрева воды (минимальная и максимальная);
место установки и угол наклона коллектора.

Для открытого бассейна поверхность установки должна составлять около 70-100% площади поверхности воды, для крытого - около 60% этой площади

К преимуществам гелиосистем относятся:

универсальность использования - может применяться для подогрева воды в бассейне и для снабжения частного дома горячей водой;
удобство управления;
быстрый подогрев воды;
расходы на обслуживание системы практически отсутствуют.

Недостатки использования «солнечной» системы:

коэффициент теплоотдачи коллектора резко уменьшается в пасмурную погоду;
покупка оборудования и установка гелиосистемы стоит достаточно дорого.

Теплообменник - существенная экономия средств на подогреве воды

Для подогрева воды в бассейне довольно часто используют теплообменники, которые подключаются непосредственно к отопительной системе дома.

Внешне теплообменник напоминает большую колбу, а внутри устройства находится змеевик, через который проходит горячая вода (теплоноситель). Вода из бассейна находится вокруг змеевика, омывает его, и нагревается.

Из общей отопительной системы в змеевик вода поступает благодаря циркуляционному насосу, работа которого регулируется электромагнитным клапаном. Клапан, в свою очередь, управляется термостатом. Хозяин бассейн устанавливает уровень температуры, а остальной процесс регулируется автоматикой.

Основной критерий выбора теплообменника - его мощность, которая может достигать 200 кВт. Выбор мощности напрямую зависит от объема бассейна.

При первом запуске теплообменника, необходимая температура воды будет достигнута только спустя 28 часов. Такой длительный и постепенный нагрев нужен, для избегания приборного коллапса, связанного с расширением жидкости. Дальнейшая работа устройства заключается в поддержании заданной температуры.

Размещается теплообменник после насосной и фильтровочной станцией, но перед дезинфицирующей системой, чтоб избежать лишнего контакта оборудования с хлором, содержащимся в воде. В бассейнах с морской или сильно хлорированной водой лучше устанавливать титановые теплообменники.

Достоинства теплообменников:

экономия средств на подогреве воды;
высокая мощность, которая позволяет применять устройства для обогрева больших бассейнов;
легкость в управлении (все процессы автоматизированы).

К недостаткам теплообменника можно отнести длительный нагрев воды.

Тепловой насос - энергия окружающей среды, как источник тепла для бассейна

Использование теплового насоса - достаточно новый способ подогрева воды, работа которого основана на принципе многоступенчатого переноса тепла с различных теплоносителей при помощи конденсата, сжатия газов и др.

Первоначальным источником тепла (первой ступеней нагрева) могут быть бытовые (промышленные) стоки, тепло, выделяемое при очистке дымовых газов, тепло грунтовых, термальных вод. Любые источники, температура которых хотя бы немного превышает температуру воды в бассейне, могут использоваться тепловым насосом для обогрева бассейна.

Принцип действия теплового насоса заключается в следующем. Рабочая жидкость (смесь тосола и воды) прокачивается через трубопровод, расположенный под землей. За счет температуры грунта рабочая жидкость на выходе прогревается на пару градусов, и направляется в теплообменник, где передает полученное тепло хладагенту.

Хладагент, соприкасаясь с подогретой жидкостью, моментально закипает - образуется пар, который поступает в компрессор и сжимается там до 25 атмосфер. При сжатии происходит резкий подъем температуры до 50-55 градусов. Полученная энергия расходуется на обогрев дома или воды для бассейна.

Значительная доля энергии растрачивается на функционирование цикличной работы системы (хладагент и рабочая жидкость, пройдя через систему охлаждения, встречаются и цикл повторяется).

Мощности тепловых насосов достаточно, чтоб обеспечить полноценный обогрев не только бассейна, а и загородного коттеджа в целом.

Преимущества использования тепловых насосов:

быстрый и достаточный нагрев воды, помещения;
большая мощность;
использование альтернативных бесплатных источников тепла.

На сегодняшний день тепловые насосы не нашли широко применения, за счет своей дороговизны.

Топливный водонагреватель - использование газа и жидкого топлива для нагрева воды

Топливный нагреватель - оборудование, работающее на жидком топливе или на пропане (газовые нагреватели). Они достаточно эффективны и экономичны, при условии, что используются не только для подогрева воды бассейна, а для обогрева дома.

Перед использованием топливного нагревателя придется решить ряд вопросов:

получение разрешения на установку оборудования;
регистрация и надлежащее оформление документов;
установка противопожарной системы;
постройка дымоотвода;
контроль запасов топлива.

Для поддержания оптимальной температуры воды в бассейне могут использоваться такие топливные агрегаты:

Достоинства топливных нагревателей:

экономный расход топлива;
возможность комплексного использования нагревателя (отопление дома, обогрев воды);
автоматизация системы.

Недостатки нагревателей:

сложности при оформлении, регистрации и установке;
большие первоначальные затраты на покупку оборудования;
некоторые системы требуют проведение ежегодной чистки.

Как сократить тепловые потери воды в бассейне

Эффективность работы любой нагревательной установки значительно увеличится, если своевременно позаботиться об уменьшении тепловых потерь:

Тип, мощность системы обогрева и ее стоимость будут зависеть от конструктивных особенностей бассейна. Установку оборудования лучше доверить профессионалам, которые смогут гарантировать бесперебойность и безопасность использования нагревательных элементов.

Солнечный водонагреватель представляет собой систему подогрева воды с помощью солнечной энергии. Этот вид коллектора является теплообменником, который преобразует солнечную энергию в тепловую. Такой способ аккумуляции энергии позволяет получать горячую воду с минимальными затратами финансовых средств.

Если рассматривать устройство этого оборудования, то главной его частью является непосредственно коллектор. Эта часть водонагревателя представляет собой своеобразный радиатор, который состоит из системы тонких трубочек. По ним происходит циркуляция теплоносителя, в данном случае воды, и поглощение солнечной энергии.

Также выделяют резервуар, в котором находится вода. Это своеобразное хранилище выполняет функцию расширительного бачка, а при некоторых вариантах исполнения еще и роль теплообменника.

Стандартный вариант функционирования водонагревателя:

Из накопительного бака посредством естественной силы тяжести, теплоноситель переходит в нижнюю часть коллектора.
В ходе нагрева, вода, постепенно по специальным трубкам поднимется вверх, а свободная часть снова наполняется теплоносителем.
После того, как вода прошла коллектор, она снова наполняет приемный резервуар. Получаем замкнутый цикл.
Нагретая вода из резервуара подается потребителю через систему отопления и водоснабжения или же снова переходит в теплообменник.

Это классическая и упрощенная схема работы, которая может быть усложнена в зависимости от разновидности нагревателя.

Типы солнечных водонагревателей и их характеристики

Выделяют несколько принципиальных классификаций:

По типу циркуляции

Естественная – в этом случае циркуляция протекает благодаря физическим свойствам воды. Нагретая жидкость, как известно, имеет меньшую плотность, но увеличивается в объеме. На основе этого происходит ее перемещение по трубкам в самый верх. На освободившееся место поступает новая порция воды.
Принудительная – для того, чтобы происходила естественная циркуляция, резервуар необходимо размещать над коллектором. Но такая схема монтажа не всегда целесообразна, и ее можно воплотить в жизнь, особенно, если резервуар большого объема.

В случае солнечного водонагревателя при естественной циркуляции коллектор размещают на скате крыши и тут же устанавливают резервуар. Если последний имеет большой объем, то такая нагрузка для кровли может стать критической. Решением будет размещение резервуара в подвальной части здания, тогда в этом случае применяют принудительную циркуляцию специальными насосами.

При таком способе циркуляции в качестве теплоносителя можно использовать масла. Способности к естественной циркуляции у них практически нет, но с функцией теплоносителя справляются отлично.

По типу коллектора

Панельный – наиболее простое исполнение. Трубки коллектора покрыты черной краской и установлены в панельном корпусе, который закрыт стеклом или прозрачным пластиком. Хотя конструкция очень простая, но и эффективность также небольшая, поскольку теплоноситель теряет часть тепла, находясь в коллекторе. Потери накопленного тепла могут быть значительными, потому что конструкция коллектора идентична радиатору. Такой тип солнечного коллектора подойдет для местности, где солнечное освещение регулярное или полученная подогретая вода будет использоваться как вспомогательная.
Вакуумный – в трубке находится теплоноситель. Сама же трубка помещена во внутрь вакуумной колбы, которая способна пропускать солнечное тепло.

Такая конструкция практически полностью исключает потерю тепла, при этом водный теплоноситель нагревается до температуры кипения, а масляный – до 200-300 градусов, что дает возможность использовать полученное тепло для отопления здания. Закономерно, что такой коллектор дороже панельного, но полученный результат оправдает затраты.

По типу контура циркуляции

Разомкнутый – применяется для обеспечения горячей водой жилого помещения. Теплоносителем в этом случае выступает вода, которую используют для различных бытовых нужд и, соответственно, она уже не попадает обратно в контур.
Система с одним контуром – используют для отопления дома. Нагретый таким способом теплоноситель используют как добавку к теплоносителю, который подогрели традиционным методом. В этом случае нагретый теплоноситель переходит в отопительную систему, после которой опять переносится в приемный резервуар и в коллектор.
Двухконтурная нагревательная система – самая универсальная. Есть возможность использования таковой для отопления зимой или для водоснабжения.

Также можно выбрать один из возможных теплоносителей – вода, масло или антифриз. После коллектора теплоноситель проходит теплообменник, в котором происходит теплоотдача на второй контур. Второй используемый теплоноситель уже идет по назначению – для отопления или водоснабжения.

Для чего можно использовать?

С помощью таких водонагревателей можно решить вопрос не только о регулярном горячем водоснабжении, но и обеспечить теплом дом.

Водонагреватели помогут решить такие задачи:

Обеспечение круглый год горячей водой.
Поддержание отопительной системы.
Подогрев воды для бассейнов.
Нагрев воды для различных промышленных и сельскохозяйственных нужд.

Установка

Поскольку оборудование работает от солнечной энергии, то, соответственно, установка обогревателя будет проводиться на открытом воздухе. Монтаж рекомендуют проводить на крышах зданий, на балконах или других архитектурных выступах.

Экран водонагревателя должен быть направлен на юг. Установку проводят под определенным углом к горизонту, который эквивалентен географической широте местности.

Водонагреватель постоянно поглощает энергию и по понятным причинам источник энергии выключить нельзя, поэтому, в случае малого потребления воды, температура застоя может достигать до 300°С.

По этой причине не допускается использование пластиковых и стальных труб с цинковым покрытием. Оптимальными в эксплуатации станут трубопроводы, изготовленные из меди или нержавеющей стали.

Горячий контур солнечного водонагревателя должен иметь теплоизоляцию, это позволит избежать ожогов и возгораний. Следует учесть температурный режим работы оборудования при выборе теплоизоляции и крепежей.

Производители солнечных водонагревателей на корпусе своей продукции указывают точную температуру застоя.
Панели коллектора должны находиться на открытом пространстве, чтобы был открытый доступ к солнечному свету. Необходимо исключить наличие возможных преград.

Чаще всего углом наклона коллектора будет наклон ската крыши. Для того, чтобы эффективность работы водонагревателя приблизить к максимальной, лучше придерживаться рекомендаций и использовать специальный стеллаж, на который будет крепиться коллектор.

Т.е. залогом правильной и эффективной работы оборудования являются всего несколько правил:

направление на юг;
правильный угол наклона;
беспрепятственный доступ к солнечному свету;

Некорректная установка снизит качество работы водонагревателя, а вложенные средства не будут оправданы. Тип нагревателя также может играть роль в способе его установки. При монтаже учитывают тип используемого оборудования.

Различают такие системы:

Пассивная

Подразумевает само собой протекающую абсорбцию и аккумулирование энергии. Солнечная энергия попадает на объект нагрева без контроля этого процесса, т.е. отсутствуют какие-либо механизмы и контролирующие элементы. Это простая система, которая не требует особых затрат. Однако недостатки в том, что водонагреватель работает неравномерно и не на полную мощность.

Самый наглядный пример – это затемненный бак, который размещен над летним душем. В таком пассивном режиме работают одноконтурные системы, в которых применяется процесс естественной циркуляции. Для полноценной работы системы приемный бак размещают выше коллектора, но такой способ установки не всегда удобен. Решить вопрос можно с помощью другого способа работы системы.

Активная

Лишена недостатков пассивной системы. Ее функционирование основано на том, что солнечные лучи благодаря специальным устройствам переходят в тепловую энергию, которая систематически передается нагревательному баку и потребителю. Функционирование такого нагревателя достигается благодаря принудительной циркуляции, которая может поддерживаться в одно- и двухконтурных системах. Также применяют и дополнительно устанавливают двигатели, которые поворачивают панели и насосы, измерительную аппаратуру, а также устройства контроля и управления работой системы.

Обзор солнечных водонагревателей на рынке: производители и модели

Широкое применение на практике таких водонагревателей наблюдается во многих европейских странах: Израиле, Турции, Саудовской Аравии, Китае и др. Поскольку распространение данного вида продукции активно возрастает, то соответственно увеличивается и количество компаний, которые занимаются изготовлением солнечных водонагревателей и предоставляют услуги по их монтажу и обслуживанию.

Ниже приведен список топ производителей, которые вышли на мировой рынок:

Sunrain Solar Energy Co., Ltd. – Китай, имеет полный цикл производства данного оборудования и их комплектующих.
Viessmann – Германия, выпускает две модели нагревателей: Vitosol 200 и Vitosol 300. Отличие состоит в разном строении узла нагрева.
Buderus – Германия. Модельный ряд представлен тремя возможными исполнениями – SKR6, SKR12, SKR21.
Ariston – Италия. Модель вакуумного коллектора KAIROS VT выпускается двух видов – на 15 или 20 трубок.
Ferroli – Италия. Коллектор Ecotube представлен в одной модели.
Vaillant – Германия. Модели их производства выпускаются по 6 или 12 трубок, которые можно формировать в блоки для повышения производительности.

Приобретая продукцию производителей с мировым именем, можно быть уверенными в качестве товара и гарантиях, которые даются на само оборудование и его дальнейшее обслуживание. Цена, соответственно, будет также на уровне.

В любом случае, при выборе солнечного водонагревателя необходимо обращать внимание на такие технические параметры:

оптическое КПД;
коэффициенты тепловых потерь;
площадь коллектора;

С помощью этих показателей можно оценить энергетическую эффективность водонагревателя. Если такая информация отсутствует, то оценить работу приобретаемого оборудования невозможно и все подводные камни будут обнаружены уже непосредственно во время эксплуатации и после определенных капиталовложений, которые могут быть просто неоправданными.

Обзор цен

Кроме мирового имени на стоимость нагревателя могут влиять:

качество сборки;
материал абсорбера и корпуса;
толщина и вариант укладки изоляции;
толщина стекла и др.;

Так как, конструктивных различий, которые могут влиять на стоимость оборудования немало, то и цены колеблются в большом диапазоне. К примеру, коллектор российского производства будет стоить в пределах 21 тыс. руб. (Сокол-Эффект), вакуумный коллектор 30HP – 795 $ (тм «Atmosfera» Китай), водонагреватель VFK 150V – 690 евро (Vaillant, Германия), Solar 7000TF – 875 евро (Bosch, Германия).

Немецкие производители в комплект включают оригинальные крепежи, которые зачастую изготовлены из нержавейки или алюминия, а это также оказывает влияние на цену. В конечную стоимость войдет оплата за проведение монтажных работ, покупка необходимых расходных и вспомогательных материалов.

В частных домах, дачах, спортивных комплексах и отелях нередко используют бойлер косвенного нагрева – водонагреватель функционирует без подключения к централизованному водоснабжению. Это оборудование справляется с нагревом больших объемов воды, легко поддерживает нужную температуру и обеспечивает бесперебойную подачу горячего потока.

Словом, если вы подыскиваете бюджетный водонагреватель в комплект к одноконтурному котлу – рассмотрите вариант установки в доме БКН. А чтобы упростить задачу выбора, предлагаем ознакомиться с критериями покупки бойлера, принципом его работы и схемами подключения.

Бойлер косвенного нагрева может работать только на ресурсах внешнего источника, но для обслуживания системы в теплое время года можно подключить ТЭН.

Чтобы обеспечить бесперебойную подачу, в системе предусматривают рециркуляционный контур – вода будет постоянно двигаться по трубам, а при открытии крана в подключенных к контуру точках водоразбора потечет горячий поток.

Бойлер косвенного нагрева обычно устанавливается рядом с отопительным котлом, и этот «дуэт» занимает довольно большую площадь, особенно если оба прибора напольного типа

Таким образом, прибор позволяет значительно сэкономить на энергоресурсах, но при этом получать не меньший комфорт, чем при использовании централизованной системы горячего водоснабжения.

Галерея изображений

От количества витков на его спирали зависит скорость нагрева воды. Принцип работы такой конструкции бойлера косвенного нагрева предельно прост: в бак поступает холодная вода, и теплоноситель, передвигаясь по змеевику, прогревает ее до нужной температуры.

Но есть и приборы, сконструированные по схеме «бак в баке», где вместо спирального трубопровода применяются две емкости различного диаметра.

Система работают так: в меньший резервуар поступает холодная вода, которая нагревается от горячего теплоносителя, циркулирующего между стенками резервуаров.

В таких приборах вода становится теплой за считанные минуты – большая площадь нагрева позволяет оборудованию эффективно работать в проточном режиме, гарантируя бесперебойную подачу горячего потока.

Комбинированный БКН для нагрева воды может использовать энергию сразу от нескольких источников или оснащаться встроенным ТЭНом.

Разновидности бойлера КН

По месту размещения:

Настенный – обычно, это прибор небольшого размера с литражом до 200 л. Крепится с помощью специальных кронштейнов на любую вертикальную поверхность, достаточно крепкую, чтобы выдержать вес полностью заполненного резервуара (гипсокартонные перегородки однозначно не подойдут). Он может быть расположен достаточно высоко и не занимать полезную площадь комнаты.
Напольный – вместительный бойлер, рассчитанный на большое количество потребителей. Правда, для прибора с емкостью, превышающей 1000 л, рекомендуется выделить отдельное помещение – . Но такую систему обычно устанавливают для обслуживания больших коттеджей, предприятий, отелей и прочих учреждений, для семейного пользования можно обойтись и прибором на 250-300 л.

По форме бака:

Горизонтальный – занимает много места, зато в нем легче самостоятельно поддерживать нужный уровень воды, не прибегая к подключению насосов.
Вертикальный – экономит свободное пространство, но весьма ограничен по вместительности.

В зависимости от нюансов использования, особенностей планировки и наличия свободного места, можно подобрать оптимальную модель БКН, который органично впишется в дизайн помещения и обеспечит ваш дом бесперебойной подачей горячей воды.

На что обратить внимание при выборе БКН

Один из основных параметров, который должен стать решающим аргументом при покупке бойлера – его вместительность. Чтобы узнать необходимую емкость бака, советуем ориентироваться на количество человек в вашей семье.

80-100 л – 2 потребителя;
100-120 л – 3 человека;
120-150 л – 4 пользователя;
150-200 л – 5 потребителей.

Важно разделять понятия «общая емкость бака» и «рабочая емкость», ведь спиральная труба, расположенная внутри бойлера, занимает значительную площадь. Поэтому обязательно уточните при покупке, сколько реально воды помещается в прибор. В технических характеристиках этот нюанс должен быть указан.

Также помимо «поголовного» пересчета потенциальных потребителей, необходимо учитывать и частоту, и объемы использования воды. Например, если в вашей семье любят понежиться в теплой ванне, а не наскоро принять душ, рабочая емкость бака должна быть соответственной – не менее 120 л.

БКН выгодно использовать в комплекте с твердотопливным или одноконтурным газовым котлом, но если расход воды меньше 1 л/мин, дешевле обойдется двухконтурный котел, который и места займет гораздо меньше, чем система с косвенным нагревом

Другие важные параметры:

Мощность – чем больше водопотребление, тем выше должен быть ресурс прибора. Но при этом важно, чтобы мощность «косвенника» не превышала возможности отопительной системы (или другого внешнего источника энергии). К примеру, если объем накопительного бака варьирует в пределах 120-150 литров, мощность котла должна быть не менее 23 кВт, а для 160-200 литров уже понадобится 31-39 кВт.
Время нагрева – параметр, зависящий от объема бака и количества витков на змеевике (большие или комбинированные емкости могут быть снабжены несколькими спиралями).
Материал бака – для долговременного использования лучше всего подойдут бойлеры из нержавейки или медицинской стали.
Теплоизоляция – в дешевых моделях применяется поролон, который быстро изнашивается и пропускает тепло, поэтому лучше приобрести более дорогой прибор, где использовался полиуретан.
Управление – устройство сможет работать в автоматическом режиме, по необходимости отключая и запуская ток воды, контролировать нагрев с помощью температурного датчика.

При выборе формы и размере бака также необходимо учесть, что хотя теоретически бойлер можно установить в любой комнате, где есть доступ к теплотрассе, его оптимальное месторасположение – рядом с котлом. Так передача тепла наиболее эффективна.

Бойлер косвенного нагрева можно сделать собственноручно. Инструкция по изготовлению агрегата описана в .

Нюансы и схемы подключения бойлера

Как уже упоминалось, для нагрева воды БКН использует энергию внешнего источника. Поэтому перед подключением к теплоносителю важно подобрать подходящую схему для монтажа прибора. Рассмотрим самые распространенные варианты.

Общие принципы установки прибора

Монтировать бойлер необходимо на подготовленную ровную поверхность в непосредственной близости от котла. Подвесные модели крепятся на бетонную или кирпичную стену, на одном уровне или немного выше отопительного котла.

Для напольного прибора – следует выровнять по уровню участок, отведенный под размещение бака (если пол критично неровный, можно сделать подставку в виде подиума).