Boiler nepřímého ohřevu: zařízení, princip práce a schémata zapojení

V soukromých domech, chatách, sportovních centrech a hotelech se často používá nepřímotopný boiler – ohřívač vody funguje bez připojení k centrálnímu vodovodu. Toto zařízení si poradí s ohřevem velkých objemů vody, snadno udržuje požadovanou teplotu a zajišťuje nepřetržitý přísun horké vody.

Stručně řečeno, pokud hledáte levný ohřívač vody do sestavy s jednookruhovým kotlem – zvažte instalaci BKN v domě. A abychom usnadnili výběr, doporučujeme seznámit se s kritérii nákupu boileru, principem jeho činnosti a schématy zapojení.

Konstrukční vlastnosti a princip činnosti BKN

Nepřímotopný boiler může pracovat pouze s využitím zdrojů externího zdroje, ale pro údržbu systému v teplém období lze připojit topné těleso.

Pro zajištění nepřetržité dodávky je v systému zajištěn recirkulační okruh – voda bude neustále proudit potrubím a při otevření kohoutku v bodech odběru vody připojených k okruhu poteče horký proud.

Nepřímotopný boiler se obvykle instaluje vedle topného kotle a toto „duo“ zabírá poměrně velkou plochu, zejména pokud jsou obě zařízení stojací.

Tímto způsobem zařízení umožňuje výrazně ušetřit na energetických zdrojích, přičemž poskytuje stejný komfort jako při použití centralizovaného systému teplé vody.

Jak je uspořádán nepřímotopný boiler

Zařízení, které ohřívá vodu nepřímým principem, je izolovaná akumulační nádoba, uvnitř které je instalován topný prvek, pracující z vnějšího teplonosného média.

Samotná nádrž může být provedena ve tvaru obdélníku nebo válce a v jejích stěnách jsou připravena hrdla – pro cirkulaci teplé vody z otopné soustavy a vstup/výstup potrubí vodovodu.

Základem konstrukce je kovová nebo plastová nádoba o objemu od deseti do několika tisíc litrů. Uvnitř může být nádrž ošetřena povlakem z emailu, keramiky nebo skleněného porcelánu, což pomáhá udržet odpovídající kvalitu vody a zabránit korozi.

Proti tepelným ztrátám chrání plášť izolační vrstva z polyuretanu, molitanu nebo minerální vlny.

Spirála s teplonosným médiem může být rovnoměrně rozmístěna po celé nádrži, nebo může být hustě uložena dole, aby rychleji ohřívala přitékající studenou vodu (+).

Pro prevenci vodního kamene se v horní části nádoby instaluje hořčíková nebo titanová anoda, která změkčuje vodu, chrání kov před galvanickou korozí a prodlužuje životnost zařízení.

Dále je zařízení vybaveno termoregulátorem, který řídí ohřev na určitou teplotu, a pojistnými ventily, které jsou součástí ochranné skupiny.

Výhody a nevýhody BKN

Hlavní výhoda bojleru nepřímého ohřevu – úspora na energiích. K jeho provozu není třeba připojovat plynový hořák nebo využívat elektřinu, jako vyžaduje zařízení přímého ohřevu.

Otopná soustava poskytuje všechny potřebné zdroje, takže teplá voda je prakticky bezplatný „bonus“, který pomůže výrazně ušetřit rodinný rozpočet v chladném období.

Většina bojlerů nepřímého ohřevu je dodatečně vybavena topnými tělesy s termoregulátorem, aby bylo možné zařízení používat i v teplém období, kdy je topení vypnuto.

Další výhody BKN:

• Vysoká výkonnost – nádrž o objemu 100 litrů je schopna „vydat“ za hodinu asi 400 litrů teplé vody (za předpokladu dostatečně výkonného kotle).
• Dlouhá životnost – teplonosné médium nepřichází do kontaktu s protékající vodou, jako u obdobných zařízení přímého ohřevu.
• Nepřetěžuje elektrickou síť – pracuje z vnějšího zdroje energie.
• Okamžitý přívod teplé vody – nemusíte čekat, než proteče studený proud, jako při používání plynových ohřívačů, nebo než se ohřeje spotřebovaná nádrž, jako u elektrického bojleru.
• Dostupná cena – v případě zájmu lze systém sestavit i vlastníma rukama.
• Možnost připojení k několika zdrojům energie, například k vakuovému solárnímu kolektoru, kotli, geotermálnímu tepelnému čerpadlu.

Samozřejmě ani zde se neobejdete bez nedostatků. Při všech přednostech rychlost ohřevu vody v zařízení ponechává mnoho přání – na zpracování 100 litrů i moderní zařízení potřebuje minimálně 15–20 minut a doma vyrobené systémy si nemusí poradit ani za hodinu.

Také bojlery nepřímého ohřevu jsou poměrně objemné, a proto zabírají značné množství volného prostoru. Pro velké nádrže může být zapotřebí samostatná místnost.

Bojler nepřímého ohřevu lze vyrobit i z dostupných materiálů, s použitím ohnuté měděné trubky pro spirálu, objemného sudu s víkem nebo plynové láhve jako nádrže:

Další varianta doma vyrobeného bojleru nepřímého ohřevu je vyrobena s použitím těla běžného zásobníkového ohřívače vody:

Kromě toho bude toto zařízení skutečně úsporné pouze během topné sezóny, zatímco v teplém období budete muset buď zapnout kotel, nebo zajistit alternativní zdroje tepla – solární panely, topné spirály. A cena kvalitního „nepřímého“ ohřívače převyšuje analogy s přímým ohřevem.

Typy a modelové varianty zařízení

Nejrozšířenějším typem přístroje je zásobníkový tank, do kterého jsou umístěny ocelové nebo mosazné trubky (had) s cirkulujícím topným médiem.

Rychlost ohřevu vody závisí na počtu závitů na jeho spirále. Princip fungování takové konstrukce nepřímého ohřívače je velmi jednoduchý: do tanku vstupuje studená voda a topné médium, pohybující se po hadu, ji ohřeje na požadovanou teplotu.

Existují však také přístroje konstruované podle schématu „tank v tanku“, kde jsou místo spirálového potrubí použity dvě nádoby různého průměru.

Systém funguje takto: do menšího rezervoáru vstupuje studená voda, která je ohřívána horkým topným médiem cirkulujícím mezi stěnami rezervoárů.

V takových přístrojích se voda ohřeje během několika minut – velká topná plocha umožňuje zařízení efektivně pracovat v průtokovém režimu, což zaručuje nepřetržitý přísun horkého proudu.

Bojlery pracující na systému „tank v tanku“ nejen rychle ohřívají vodu na 90 °C, ale také mají funkci samočištění (+)

Kombinovaný nepřímý ohřívač vody může využívat energii z několika zdrojů najednou nebo být vybaven vestavěnou topnou spirálou.

Typy nepřímého ohřívače

Podle místa umístění:

• Nástěnný – obvykle se jedná o přístroj malé velikosti s objemem do 200 l. Upevňuje se pomocí speciálních držáků na jakýkoli svislý povrch, který je dostatečně pevný, aby unesl hmotnost zcela naplněného rezervoáru (sádrokartonové příčky rozhodně nejsou vhodné). Může být umístěn dostatečně vysoko a nezabírat užitnou plochu místnosti.
• Stojací – objemný bojler určený pro velký počet odběratelů. Pravda, pro přístroj s objemem přesahujícím 1000 l se doporučuje vyhradit samostatnou místnost – zařídit kotelnu. Ale takový systém se obvykle instaluje pro obsluhu velkých vil, podniků, hotelů a jiných institucí, pro rodinné použití si vystačíte s přístrojem o objemu 250–300 l.

Podle tvaru nádrže:

• Horizontální – zabírá hodně místa, zato je v něm snazší samostatně udržovat potřebnou hladinu vody bez použití čerpadel.
• Vertikální – šetří volný prostor, ale je velmi omezený objemem.

V závislosti na nuancích použití, uspořádání a dostupném prostoru si můžete vybrat optimální model nepřímého ohřívače, který organicky zapadne do designu místnosti a zajistí vašemu domu nepřetržitý přísun teplé vody.

Na co si dát pozor při výběru BKN

Jedním z hlavních parametrů, který by měl být rozhodujícím argumentem při koupi bojleru, je jeho kapacita. Pro zjištění potřebného objemu nádrže doporučujeme orientovat se podle počtu osob ve Vaší rodině.

Doporučení k objemu:

• 80-100 l – 2 spotřebitelé;
• 100-120 l – 3 osoby;
• 120-150 l – 4 uživatelé;
• 150-200 l – 5 spotřebitelů.

Je důležité rozlišovat pojmy „celkový objem nádrže“ a „pracovní objem“, protože spirálová trubka umístěná uvnitř bojleru zabírá značnou plochu. Proto si při nákupu ověřte, kolik vody se do zařízení skutečně vejde. V technických specifikacích by tato nuance měla být uvedena.

Kromě celkového přepočtu potenciálních spotřebitelů je také nutné zohlednit četnost a objem spotřeby vody. Například, pokud Vaše rodina ráda relaxuje v teplé vaně, místo aby se rychle osprchovala, pracovní objem nádrže by měl být odpovídající – nejméně 120 l.

BKN je výhodné používat v kombinaci s kotlem na tuhá paliva nebo jednookruhovým plynovým kotlem, ale pokud je průtok vody menší než 1 l/min, vyjde levněji dvouokruhový kotel, který zabere mnohem méně místa než systém s nepřímým ohřevem.

Další důležité parametry:

1. Výkon – čím větší spotřeba vody, tím vyšší by měl být výkon zařízení. Je však důležité, aby výkon „nepřímého ohřívače“ nepřekračoval možnosti topného systému (nebo jiného externího zdroje energie). Například, pokud je objem akumulační nádrže v rozmezí 120–150 litrů, výkon kotle by měl být alespoň 23 kW, a pro 160–200 litrů je již potřeba 31–39 kW.
2. Doba ohřevu – parametr závislý na objemu nádrže a počtu závitů na spirále (velké nebo kombinované nádrže mohou být vybaveny několika spirálami).
3. Materiál nádrže – pro dlouhodobé použití se nejlépe hodí bojlery z nerezové oceli nebo lékařské oceli.
4. Tepelná izolace – u levných modelů se používá molitan, který se rychle opotřebovává a propouští teplo, proto je lepší pořídit dražší zařízení, kde byl použit polyuretan.
5. Ovládání – zařízení může pracovat v automatickém režimu, podle potřeby vypínat a spouštět průtok vody a řídit ohřev pomocí teplotního čidla.

Při výběru tvaru a velikosti nádrže je také nutné zohlednit, že ačkoli lze bojler teoreticky nainstalovat v jakékoli místnosti s přístupem k topnému potrubí, jeho optimální umístění je vedle kotle. Tím je přenos tepla nejefektivnější.

Bojler s nepřímým ohřevem lze vyrobit vlastníma rukama. Návod na výrobu zařízení je popsán v tomto článku.

Nuance a schémata zapojení boileru

Jak již bylo zmíněno, pro ohřev vody BKN využívá energii externího zdroje. Proto je před připojením k teplonosnému médiu důležité zvolit vhodné schéma montáže zařízení. Podívejme se na nejběžnější možnosti.

Obecné zásady instalace zařízení

Boiler je nutné montovat na připravený rovný povrch v bezprostřední blízkosti kotle. Závěsné modely se upevňují na betonovou nebo cihlovou zeď, v jedné úrovni nebo o něco výše než topný kotel.

U stojícího zařízení je třeba vyrovnat do roviny místo vyhrazené pro umístění nádrže (pokud je podlaha kriticky nerovná, lze vyrobit podstavec ve formě pódia).

Samotné propojení BKN je určeno k připojení zařízení ke dvěma systémům – vodovodnímu a topnému. K tomu jsou na tělese k dispozici speciální hrdla.

Do skupiny bezpečnosti nepřímo ohřívaného bojleru patří zpětný a pojistný ventil, které chrání systém před zvýšeným tlakem a únikem horké vody.

Principy připojení:

1. Studená voda z vodovodního systému musí vstupovat do spodní části nádrže a horká voda vystupovat z horní části.
2. Na vstupu studené vody je třeba nainstalovat zpětný ventil, který zabrání úniku horkého proudu z bojleru v případě poklesu tlaku v systému.
3. Uprostřed zařízení může být umístěn bod pro přívod recirkulace.
4. Když se zapne topný okruh, pohyb teplonosného média musí probíhat shora dolů. To znamená, že trubka s horkou vodou se přivádí do horního hrdla a trubka s ochlazenou vodou vystupuje zespodu.
5. Všechny hrdla je třeba vybavit kohouty s převlečnými maticemi, aby bylo možné bojler odpojit, například v případě výměny zařízení nebo oprav.

Díky tomuto schématu je dosaženo maximální účinnosti zařízení, protože teplonosné médium cirkulující v spirále ohřívá vodu v horní části nádrže, předá zbytek tepla nízkoteplotním vrstvám a vstupuje do kotle k novému ohřevu.

Schémata připojení BKN ke zdroji

Aby bylo správně zvoleno schéma připojení bojleru k topnému systému, je nutné zohlednit možnosti stávajícího rozvodu a místo instalace topného zařízení. Existuje několik řešení.

Varianta 1. Nejběžnější schéma pro trvalé používání horké vody – připojení přes třícestný ventil. Předpokládá existenci dvou topných okruhů – hlavního a samostatného pro BKN.

Za tímto účelem se do přívodu horké vody zařezává cirkulační čerpadlo a za ním se instaluje třícestný ventil, který je řízen termostatem bojleru.

Schéma funguje takto: když teplota vody v bojleru klesne pod nastavenou hodnotu, na signál termostatu ventil přepne systém na ohřev zásobní nádrže, a po dosažení požadované hodnoty – odešle proud cirkulovat po domovním okruhu.

Pro správnou funkci třícestného schématu je důležité nastavit data termostatu tak, aby naprogramovaná teplota pro bojler nebyla nastavena nižší než v termoregulátoru kotle (+)

Varianta 2. Nastavení dvoučerpadlového systému – schéma je vhodné použít, pokud není potřeba stálého a velkého množství teplé vody. Například bojler je instalován v rekreačním domě a používá se pouze o víkendech.

V tomto případě jsou bojler a topný kotel zapojeny paralelně a proudy teplonosného média se budou pohybovat po dvou okruzích. Pro nucený oběh vody jsou instalována dvě čerpadla: na topném okruhu a na přívodním potrubí pro bojler.

Ohřev je prováděn pomocí termostatu, který dočasně vypne radiátorové vytápění a nasměruje veškerý výkon systému k bojleru.

Podle dvoučerpadlového schématu se topný okruh na dobu provozu bojleru vypne, ale během těch 30–60 minut, které jsou potřeba k ohřevu nádrže "z nuly", radiátory nestihnou kriticky vychladnout (+)

Varianta 3. Pro místnosti, kde se používá víceokruhový topný systém, například je kromě radiátorů instalováno podlahové vytápění, se používá hydraulický rozdělovač.

Hydraulické výhybky přerozdělují tlak v jednotlivých částech okruhu a zajišťují nepřetržitý pohyb teplonosného média i bez pomoci oběhových čerpadel.

Bez inženýrských zkušeností se tak složité schéma jen stěží podaří vytvořit svépomocí – aby bylo možné předvídat množství nuancí a zajistit bezproblémový provoz systému, je lepší obrátit se na profesionální projektanty (+)

Bez hydraulického rozdělovače může ve víceokruhovém systému dojít k poruše čerpadlového zařízení a dokonce k tepelnému šoku s poškozením radiátorů.

Systém zpětné cirkulace

Pokud je v bojleru k dispozici třetí vstup, lze k němu připojit systém recirkulace. K tomu se do recirkulačního místa na tělese zařízení zavádí uzavřený okruh.

Proud vody je v neustálém pohybu díky práci oběhového čerpadla, a proto okamžitě dopravuje teplou vodu k místu spotřeby (+)

Pro realizaci schématu bude nutné namontovat další okruh a instalovat následující prvky:

1. Zpětný ventil na vstupu do ohřívače.
2. Automatický odvzdušňovač, chránící čerpadlo před pronikáním vzduchu před spuštěním.
3. Pojistný ventil, který ochrání před výkyvy tlaku.
4. Membránová expanzní nádoba, do které bude odcházet přebytečná voda při zvýšení tlaku v systému. Mějte na paměti, že kapacita rezervní nádoby by měla být nejméně 1/10 objemu samotného bojleru.

Pokud zařízení nepřímotopného ohřívače nemá hrdlo pro recirkulační okruh, lze provést napojení vratného potrubí na trubku studené vody a instalovat čerpadlo. Poté se připojení provádí podle níže uvedeného schématu.

Volba schématu zapojení s možností recirkulace nebo bez ní by měla vycházet z konstrukce nepřímotopného ohřívače a topného systému, stejně jako z výkonu zařízení (+)

Zapojení podle vratného schématu zajišťuje nepřetržitou dodávku teplé vody – to znamená, že není třeba čekat, až topné médium ohřeje vodu v nádrži.

Závěry a užitečné video k tématu

Než se rozhodnete pro koupi a instalaci nového ohřívače vody do domu, doporučujeme prostudovat videomateriály, které názorně ukazují výhody nepřímotopného ohřívače a podrobnosti jeho připojení.

V tomto videu se můžete dozvědět, jak fungují nepřímotopné ohřívače s topným médiem umístěným uvnitř spirály:

Všechny podrobnosti o vnitřním uspořádání a principech činnosti různých typů nepřímotopných ohřívačů v podrobném videoškolení od zkušeného odborníka:

Přehled a připojení zařízení o objemu 300 litrů, které pracuje se dvěma topnými médii – kotlem a solárními panely:

Podrobný rozbor konstrukce nepřímotopného ohřívače a schémat jeho zapojení. Praktické rady a tipy od odborníka:

Co se týče údržby, nepřímotopný ohřívač je poměrně nenáročné zařízení. Při správné instalaci a dobře fungujícím systému může být nutná pouze výměna hořčíkové anody jednou za 6–12 měsíců a preventivní proplach nádrže.

Frekvence údržby závisí na kvalitě vodovodní vody a intenzitě používání. Pokud však máte zařízení pracující na technologii „nádrž v nádrži“ s funkcí samočištění, nebude nutné spotřební díl měnit.

O pravidelnou údržbu zařízení se však vždy můžete domluvit s odborníky specializujícími se na instalaci a opravy vodovodních systémů.

Máte otázky? Nebo se chcete podělit o osobní zkušenosti s výběrem, připojením a používáním nepřímotopného ohřívače? Prosím, zanechte komentáře k tomuto článku.