Создаем и подключаем бойлер косвенного нагрева своими руками + чертежи и видео
Ситуации, в которых не обойтись без дополнительного нагревателя воды, бывают довольно часто — это может быть частный дом или дача, где просто нет централизованного горячего водоснабжения, или в тех многоквартирных домах, где его нередко отключают.
Самодельный бойлер косвенного нагрева
Если Вам надоело бегать с ведрами и кастрюльками от кухни до ванной, а на покупку бойлера в магазине не хватает денег — можно попробовать сделать бойлер косвенного нагрева своими руками. Поверьте нам, это не такая уж и не выполнимая задача!
Такой бойлер бывает двух видов — нагреваемый с помощью теплоносителя от системы отопления и дровяной.
Принцип работы бойлера косвенного нагрева
Этот вариант идеально подходит для многоквартирного дома, но использовать его можно без лишних затрат только в период отопительного сезона. Для периода, когда центральное отопление отключено, в нем можно предусмотреть электрический ТЭН. В этом случае придется больше заплатить за электроэнергию, но включать нагрев можно по мере необходимости.
Принципиальная схема работы водонагревателя косвенного нагрева
Такую же систему можно устроить и в частном доме, если в нем установлено автономное отопление от котла.
Конструкция и материалы
Бойлер этого вида состоит из емкости, которая может иметь любой объем. Ее лучше изготовить из нержавеющего материала, так он прослужит более долгий срок, и подогретая вода будет всегда чистой. Для емкости бойлера обычно используют бочку, новый газовый баллон или же делают бак на заказ.
- В середине емкости устанавливается труба, скрученная в виде змеевика, по ней и будет циркулировать теплоноситель. В качестве трубы хорошо использовать медь или латунь – металлы с хорошей теплоотдачей. Впрочем, как вариант, возможно, выбрать для этой цели и металлопластиковую трубу маленького диаметра.
- Чтобы изготовить аккуратный змеевик, длинную трубку (порядка 15 метров) накручивают на другую трубу большего диаметра, на деревянное ровное бревно или на другой подходящий цилиндрический предмет.
Навивка змеевика
- Количество витков на змеевике зависит от формы и высоты емкости, но чем длиннее труба, закрученная в змеевик, тем быстрее можно будет получить подогретую воду.
- Концы трубы выводятся из бака в разных местах. Сверху емкости располагают патрубок, в который будет попадать теплоноситель из системы отопления. Пройдя через змеевик, он возвратиться в отопительный контур через другой патрубок, расположенный в нижней части бака.
- В баке устраивается два отверстия: для заполнения его холодной водой и для забора подогретой. Первое устраивается снизу бака, а второе сверху, откуда горячая вода разводится в нужные точки: душ или кухонный кран.
Схема-чертеж подключения бойлера косвенного нагрева
На схемах хорошо можно рассмотреть подключение и циркуляцию воды и теплоносителя системы отопления.
Другим вариантом может стать бойлер того же типа, но без змеевика. Для него понадобится две емкости — большого и компактного размера. Маленькая емкость устанавливается в середине большого бака, она и будет исполнять роль теплообменника. Теплоноситель не будет циркулировать по трубкам – он проходит через внутреннюю компактную емкость. Принципы работы и проведения труб для циркуляции подогреваемой воды идентичны первому варианту.
Нужно сказать, что принцип устройства такого прибора достаточно прост, поэтому, опираясь на него, можно изобрести и свою конструкцию водонагреватель косвенного типа.
При желании можно оснастить бойлер ТЭНом
В данных вариантах бойлера возможно также использование электрического ТЭНа, который встраивается в емкость снизу. Поэтому лучше, если бойлер будет подвешен на стену с помощью кронштейнов. Также можно установить корпус на высокие ножки, которые несложно сделать из уголка или арматуры. ТЭН, по сути, является тем же кипятильником, только нужно правильно подобрать его мощность — она будет зависеть от объема бойлера.Этот нагревательный элемент можно приобрести в специализированном магазине.
Схема бойлера косвенного нагрева с ТЭНом
Инструкция по сборке и подключению своими руками
Сборка бойлера происходит после подготовки всех комплектующих.
В баке просверливаются отверстия: для крана заполнения водой, входа и выхода теплоносителя. Если решено установить ТЭН, то для него снизу также устраивается отверстие.
- Далее в емкость устанавливается змеевик, и трубки проводятся в отверстия с помощью специальных переходников, которые желательно вварить в корпус бойлера. Возможны и иные варианты, но главное, чтобы отверстия были заделаны герметично.
- Ко дну привариваются ножки (если они предусмотрены).
- Устанавливается ТЭН, если это было запланировано.
- Затем змеевик подключается к контуру отопительной системы, согласно схеме.
- Подсоединяются труба для поступления холодной воды и кран для отбора воды подогретой. Можно сразу сделать разводку в точки водоразбора — в кухонное помещение и ванную комнату.
Теплоизоляция
Чтобы вода на долгое время сохраняла тепло, производят теплоизоляцию емкости. Для нее используют фольгированную минеральную вату или монтажную пену. Корпус бойлера полностью необходимо одеть в теплоизоляционный материал — от этого напрямую будет зависеть КПД прибора. Чтобы утеплитель смотрелся аккуратно, можно сверху него расположить кожух из тонкого листового металла (например, оцинковки) — получится нечто подобное сэндвич-трубе. Визуальный пример — на первой картинке статьи.
Принцип работы бойлера на дровах
Бойлер дровяной
Другим видом водонагревателя косвенного нагрева является титан на дровах, который потребует только затрат на создание запаса твердого топлива. Такой бойлер имеет конструкцию самовара и работает автономно от всех источников энергоснабжения, поэтому идеален для устройства в частном доме.
Принцип работы бойлера-титана
Чтобы соорудить подобный прибор своими руками, необходимо в первую очередь устроить печь, которая и будет нагревать воду внутри бака. Такой бойлер может иметь круглый или квадратный бак, и он может устанавливаться, как на небольшую печь, сложенную из кирпича, так и на печь по типу буржуйки, сваренной из отрезка металлической трубы достаточно большого диаметра.
- Второй вариант более сложен из-за того, что придется из трубы вырезать участки металла для устройства в этих местах дверец топки и поддувала. Кроме этого, с помощью сварки внутри трубы нужно укрепить кронштейны для укладки колосника. Дно и верх трубы-печки заваривается цельными листами металла. В верхней части устраивается круглое отверстие, в него вваривается дымоходная труба, которая будет проходить непосредственно через емкость с водой и нагревать ее до нужной температуры.
Бак также должен быть приварен к крышке печи.
- Если печь решено сложить из кирпича, бак бойлера может быть и круглый, и квадратный. Печь сверху перекрывается металлической панелью, в которой также вварена дымоотводная труба. Далее емкость без дна (водяной бак) герметично приваривается к верхней металлической плоскости печи.
Дымоход, пройдя через водяную емкость, выводится на улицу.
В баке должно быть вварено два или три патрубка с вентилями: для поступления воды, для выхода на кран смесителя и на душ.
Вода может поступать в бойлер как из магистрали, так и заливаться вручную. Кроме этого, выше бойлера можно установить накопительный бак для воды, из которого вода также может поступать в нагревательную емкость.
Если такой водонагреватель установить в ванной комнате, то он не только даст горячую воду, но и обогреет помещение.
Всем, кто пользовался газовыми колонками или проточными нагревателями, работающими от электросети, знакома ситуация, что когда открывается кран, приходится ждать некоторое время, чтобы пошла горячая вода. При установке водонагревателя косвенного нагрева, этот фактор полностью исключается — открывая кран, можно сразу же получить подогретую воду.
По сравнению с водонагревателями, работающими на газе или от электричества, этот вид бойлера поможет сэкономить на энергоносителях.
Видео: Интересный вариант самодельного бойлера косвенного нагрева по проекту ЭНКдом
Готовый бойлер можно приобрести в магазине и тогда останется только установить его на заранее подготовленное место. Однако стоимость его достаточно велика и если у вас есть навыки работы с необходимыми для его изготовления инструментами, то, приобретя нужный материал, можно сделать все своими руками, сэкономив при этом приличную сумму денег и повысив свою самооценку !))
Бойлер косвенного нагрева: своими руками, видео, чертежи
Горячее водоснабжение — это привычно и удобно, но как быть, если подключиться к центральной системе затруднительно? Решить этот вопрос целым рядом способов, и самый простой и экономичный из них — установка бойлера косвенного нагрева.
Особенности
В отличие от водонагревателей, в бойлере косвенного нагрева используется энергия теплоносителя, применяемого для отопления. Для этого в бак-накопитель встраивается теплообменник, обычно имеющий форму змеевика. Проходя по нему, теплоноситель системы отопления нагревает воду, находящуюся в баке.
Нагрев воды в бойлере, как и в водонагревателе накопительного типа, происходит в течение нескольких часов, но ее температура потом долго остается стабильной, что повышает удобство использования горячей воды для душа и ванны.
Бойлер косвенного нагрева не только экономичен, он еще и более безопасен, чем водонагреватель. В случае отказа автоматики в ТЭНовых нагревателях может произойти закипание воды и разрушение самого прибора или фитинговых соединений, что приведет к утечке. В бойлере же вода не может нагреться сильнее, чем теплоноситель, обычно этот показатель находится в пределах 60-90 градусов, что безопасно и для труб, и для человека.
Плюсы использования бойлера косвенного нагрева:
- теплообменник можно подключить как к центральному отоплению, так и к котлу любого типа;
- для нагрева воды не нужна электроэнергия, газ или другое топливо, что снижает затраты на монтаж и эксплуатацию бойлера;
- температура воды стабильная, без резких скачков;
- безопасность использования даже без установки дорогостоящей автоматики — вода не закипает, при утечке или прекращении подачи холодной воды не происходит выхода прибора из строя;
- простая конструкция и монтаж позволяют дополнительно сэкономить, сделав и установив бойлер косвенного нагрева своими руками.
Минусы:
- довольно большие размеры и вес, сравнимые с водонагревателем накопительного типа;
- бойлер косвенного нагрева используется только в отопительный сезон, для летнего применения его оснащают ТЭНом;
- длительный нагрев воды, во время которого температура теплоносителя в радиаторах снижается;
- отложение солей на змеевике требует регулярной чистки и обслуживания.
Конструкция
Устройство бойлера довольно простое. В баке из материала, не подверженного коррозии, расположен теплообменник в виде змеевика или бака меньшего размера. Теплообменник для увеличения теплоотдачи выполняют из материала с высокой теплопроводностью, обычно из меди.
Бак оснащен штуцерами для подвода и отбора воды. Ввод холодной воды расположен снизу бака и оснащен обратным клапаном, через него же, с помощью обводного вентиля, производят слив. Выводной патрубок для горячей воды располагают в верхней части бака.
Стенки бака для уменьшения тепловых потерь необходимо хорошо утеплить. Для этого можно использовать различные материалы, но наилучший вариант — полиуретан, он обладает высокими теплоизоляционными качествами, при этом не боится влаги, хорошо гасит шум воды, возникающий при нагреве, долговечен и экологически безопасен.
Чтобы сделать бойлер своими руками проще всего поместить бак-накопитель в бачок или корпус аналогичной формы чуть большего размера и заполнить пространство между ними полиуретановой пеной из баллона.
Для измерения и регулировки температуры бойлер оснащают термометром и термостатом. Этот элемент не обязателен, но существенно увеличивает удобство использования нагревателя. Чтобы уменьшить внутреннюю коррозию, можно также встроить в бак магниевый анод, предназначенный для водонагревателей ТЭНового типа. Их продают в сервисных центрах обслуживания или в магазинах бытовой техники.
Технология изготовления своими руками
Прежде чем начать самостоятельное изготовление бойлера, нужно определиться с его параметрами и характеристиками:
- расход воды и объем бака;
- вид змеевика и расчет его размеров;
- наличие дополнительных устройств — ТЭНа, термостата.
Исходя из полученных ответов можно выбрать емкость для накопительного бака, материал для изготовления змеевика, а также определиться с размерами и выполнить эскиз будущего бойлера.
Расчет объема
Чтобы обеспечить достаточное количество горячей воды, необходимо представлять себе ее ежедневный расход. Принято считать, что на каждого постоянно проживающего в доме человека необходимо 50-80 литров нагретой воды в день.
Это количество позволит принять душ или ванну, а также удовлетворит потребность в горячей воде для стирки, уборки и мытья посуды. Таким образом, для семьи из 3-4 человек понадобится бойлер с баком на 200 литров.
Если вода нужна только для хозяйственных нужд, например, мытья рук и посуды, достаточно бака меньшего размера — на 50-70 литров. Не стоит без необходимости выбирать бак слишком большого размера — это увеличит время нагрева воды и приведет к уменьшению эффективности отопительной системы.
Выбор и расчет змеевика
Также можно использовать трубу из нержавейки, но ее сложнее согнуть и придать ей необходимую форму. Обычные стальные трубы использовать не рекомендуется — проточная вода при нагреве будет выделять пузырьки кислорода, которые вызовут быструю коррозию металла. Наиболее удобна трубка из меди диаметром 10 мм — она гнется без применения горелки по шаблону.
Некоторые мастера используют также металлопластиковые трубы. Они устойчивы к внешней и внутренней коррозии, но использовать их нужно строго при температуре ниже 90 градусов. Любой перегрев приведет к деформации труб, протечкам и смешиванию воды в контурах. При определенных условиях это может привести к воздушным пробкам и ухудшению циркуляции.
Размеры и число витков змеевика определят с помощью расчета по формуле:
В этой формуле:
- Р — тепловая мощность змеевика, которая должна составлять 1,5 кВт на каждые 10 литров объема бака;
- d — диаметр используемой трубы, выраженный в метрах, принимаем 0,01 м;
- l — общая длина трубы, в метрах;
- ∆Т — разность температур до и после нагрева, обычно для предварительного расчета принимают 65 градусов.
Для бака на 200 литров с мощностью в 30 кВт расчет будет таким:
Отмерив необходимую длину трубы, нужно рассчитать также диаметр витка. Чтобы спираль не касалась стенок, его принимают на 10-12 см меньше диаметра бака-накопителя. Расчетные значения для некоторых размеров бака приведены в таблице.
| Объем бака бойлера, л | Мощность тепловая, кВт | Длина змеевика, м | Диаметр бака бойлера, м | Диаметр витка, м | Количество витков |
| 200 | 30 | 15 | 0,5 | 0,4 | 12 |
| 150 | 22,5 | 11 | 0,5 | 0,4 | 9 |
| 100 | 15 | 7,5 | 0,4 | 0,3 | 8 |
| 50 | 7,5 | 4 | 0,4 | 5 |
Расстояние между витками целесообразно делать 5-8 см, чтобы улучшить условие теплообмена. При этом важно рассчитать общую высоту змеевика так, чтобы он не перекрывал входной и выходной патрубок для нагреваемой воды.
Теплообменник в виде бака выполняют обычно из того же материала, что и сам бак, а его размеры составляют 1/5-1/8 общего объема бойлера.
ТЭН, термостат и другие вспомогательные устройства
Один из недостатков бойлера косвенного нагрева — возможность его использования только в отопительный период. Решить эту проблему можно двумя способами:
- выполнить монтаж короткого замкнутого контура от котла, рассчитанного только на нагрев воды в бойлере;
- установить в самом баке ТЭН.
Первый способ связан с лишним расходом времени и топлива — при загрузке на неполную мощность котел будет работать с пониженным КПД, а в случае использования твердого топлива — еще и с образованием повышенного количества копоти и сажи. Кроме того, потребуется время на его обслуживание, загрузку и чистку.
Установка ТЭНа в сам бак бойлера позволит использовать его летом в режиме обычного водонагревателя. Для снижения затрат на электроэнергию нагрев можно производить в ночное время по более низким тарифам или подключить в систему солнечный коллектор.
Мощность ТЭНа должна соответствовать объему бака. В среднем, для объема 50 литров необходим ТЭН электрической мощностью 1,5-1,8 кВт, а для 200 литрового бойлера — 5-6 кВт. Эти значения могут быть незначительно изменены, при этом стоит помнить: чем больше мощность, тем короче время нагрева, и наоборот.
Осуществляя монтаж ТЭНа в бак бойлера, обязательно установите термостат, отключающий нагрев при температуре не более 90 градусов!Также рекомендуется установить в бак магниевый анод, который отвлекает на себя процессы электрохимической коррозии внутри бака. Он постепенно растворяется при этом, и через несколько лет может потребоваться его замена.
В данной статье вы узнаете, что лучше: купить электрокотёл для частного дома или сделать своими руками.Как правильно выбрать электрокотёл для обогрева дома площадью 100 квадратных метров, читайте здесь
Порядок изготовления и монтажа
После проведения всех необходимых расчетов и подготовки эскиза можно собирать бойлер косвенного нагрева своими руками.
- Сборку начинают с подготовки самой важной части — бака-накопителя. Можно использовать любую готовую емкость из нержавейки, алюминия или термостойкого пластика или сварить бак из листового металла и обрезков труб подходящего диаметра. Главное требование — достаточная толщина стенок и прочность бака и устойчивость к коррозии.
- Достаточно просто сделать бак из отработанного газового баллона. Для этого верхнюю часть баллона срезают, внутренние стенки тщательно зачищают, промывают несколько раз и проветривают на свежем воздухе в течение 3-5 дней. В противном случае вода приобретет запах газа. После просушки поверхность грунтуют водостойкой краской.
- В баке в соответствии с эскизом нужно сделать несколько отверстий: для подключения змеевика, для входного и выходного патрубка, а также для ТЭНа и термостата при их установке.
- Приваривают обрезки трубы — патрубки, и нарезают на внешней части резьбу для подключения контура ГВС и отвода от контура отопления.
- Далее нужно сделать змеевик по расчетным размерам. Навивать спираль удобно по шаблону, в качестве которого используют трубу нужного диаметра, бревно или любой прочный цилиндрический предмет. Навивка должна быть достаточно свободной, чтобы готовый змеевик снялся с оправки.
- К патрубкам змеевик крепят с помощью пайки, проверяя герметичность соединений. Это можно сделать с помощью воздуха из компрессора и мыльной воды. Давление при опрессовке должно превышать рабочее давление в системе отопления как минимум в 1,5 раза.
- При необходимости устанавливают в бак ТЭН, термостат и магниевый анод. Подключают к электрической части медный кабель необходимого сечения — для ТЭНа 2 кВт — 1,5 мм², для 4 кВт — 2,5 мм², для 5 и более — 4 мм².
- Помещают бак в корпус, если он предусмотрен проектом. Устанавливают между стенками бака и корпуса временные или постоянные распорки, чтобы выдержать одинаковое расстояние со всех сторон. Заполняют пространство утеплителем, например, монтажной полиуретановой пеной.
- После высыхания пены срезают излишки, обрабатывают патрубки и крепят крышку корпуса. Можно окрасить его краской по металлу в светлые тона, для меньшего излучения тепла и продления срока службы.
- Подключают бойлер к системе отопления и ГВС соответственно приведенной схеме.
Сделать бойлер косвенного нагрева своими руками довольно просто и бюджетно, а его эффективность и экономичность быстро окупит все затраты. Горячая вода со стабильной температурой сделает жизнь в загородном доме обеспечит привычный горожанам комфорт.
Бойлер косвенного нагрева своими руками
Бойлер косвенного нагрева своими руками выполняется в соответствии со стандартной схемой, в которой обязательно учитываются все технологические особенности и характеристики надежного и долговечного водогрейного оборудования.
Устройство и принцип работы такого устройство рассмотрим подробнее.
Устройство и принцип работы
Особой популярностью в настоящее время пользуются современные электрические бойлеры накопительного типа, которые прекрасно подходят для постоянной или периодической эксплуатации, как в частных домовладениях, так и в многоквартирных домах.
Стандартный объём накопительного резервуара может варьировать, и выбирается исходя из количества потребителей.
Такой тип бытового водогрейного устройства подключается к водоснабжению непосредственно после магистральной трубопроводной системы, что позволяет обеспечивать горячей водой несколько точек разбора. Дополнительные опции в таком водогрейном приборе представлены специальными термостатами.
Устройство традиционного бойлера представлено наружным корпусом и стандартным внутренним накопительным резервуаром, а также прочным антикоррозийным покрытием и дополнительными комплектующими.
Схема устройства самодельного бойлера косвенного нагрева
Стандартная схема устройства водогрейного прибора в виде бойлера, может иметь существенные отличия в зависимости от вида и конструктивных особенностей. Приборы косвенного нагрева не способны самостоятельно производить тепловую энергию, но могут быть снабжены встроенными ТЭНами, посредством которых эффективно поддерживается температурный режим воды в заранее заданных пределах.
Схема устройства предполагает наличие в конструкции основных составляющих, представленных:
- накопительным резервуаром;
- наружным корпусом;
- теплоизоляцией;
- тепловым обменником;
- местом для подсоединения дополнительного нагревательного элемента;
- ревизионным отверстием;
- входным отверстием для холодной воды;
- входом и выходом для теплового носителя;
- местом подключения термометра;
- рециркуляционной линией;
- выходом для горячей воды;
- магниевым анодом.
Внутри утепленного резервуара встроен нагревательный элемент с подведенным тепловым носителем. Холодная вода поступает через нижнюю часть резервуара, а отбор горячего водоснабжения осуществляется из верхней части.
Водогрейное оборудование такого типа оснащается защитным магниевым анодом. Самые современные и дорогостоящие модели снабжаются парой дублирующих змеевиков. Поддержание температурного режима обеспечивается ТЭНом с термостатом, встраиваемым в верхней части резервуара.
Схема нагрева двух типов бойлеров
Также выпускаются бойлеры с косвенным типом нагрева, полностью лишенные змеевика. Такая особая конструкция носит название «резервуар в баке», что обуславливается наличием внутри одного бака второго резервуара. Нагрев воды в таких водогрейных приборах происходит внутри резервуара, а перемещение теплового носителя осуществляется между стенками.
Заводские модели бойлеров с нагревом косвенного типа и циркуляционным патрубком оснащаются обязательными элементами, представленными магниевым анодом и группой безопасности, а также температурным датчиком.
Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками – порядок изготовления
Для самостоятельного изготовления крупной накопительной емкости (бака), независящей от энергетических источников, используются бак из коррозионно-устойчивых материалов, а также спиралеобразная трубка с циркулирующим теплоносителем.
Бойлер в котельной
Равномерный прогрев воды внутри резервуара бойлера обеспечивается перемещением теплового носителя из системы отопления, а сохранению температурного режима способствует качественный теплоизолирующий слой. Удобство эксплуатации обусловлено установкой специальной арматуры в виде шаровых кранов.
Выбор емкости
Резервуар или накопительный бак может иметь практически любые размеры и объём. Второй критерий напрямую зависит от количества потребителей и стандартного расхода горячей воды. Как правило, расход горячей воды составляет порядка 50-70 л на одного потребителя, поэтому ориентировочный объём ёмкости для семьи из четырёх человек составляет примерно 200 л.
Бак бойлера
Важно помнить, что объём резервуара может значительно варьировать в зависимости от количества потребителей и обслуживаемых точек разбора горячей воды.
Изготовление бака
Для самостоятельного изготовления бака водогрейного устройства рекомендуется использовать нержавеющую листовую сталь, а также сплавы на основе алюминия или других материалов, которые обладают достаточной устойчивостью к коррозийным изменениям.
В качестве альтернативного варианта может быть использован обычный газовый баллон, стенки которого необходимо предварительно зачистить и загрунтовать, что позволит предотвратить появление неприятного запаха в горячей воде.
Бак самодельного бойлера косвенного нагрева
В подготовленном резервуаре следует проделать пять отверстий, пара из которых выполняется сбоку и используется для установки змеевика, а два — в нижней и верхней части для входа холодной и выхода горячей воды.
Чтобы сделать беспроблемной эксплуатацию водогрейного бойлера без задействования системы отопления, необходимо установить нагревательный ТЭН, для которого нужно высверлить отверстие в нижней части, обеспечив его запорными арматурными элементами или шаровыми кранами.
Теплоизоляция
К категории самых доступных и высокоэффективных теплоизолирующих материалов относятся современные вспененные полимеры, представленные пенополистиролом или пенопластом, а также пенополиуретаном и полиизоциануритом.
При использовании теплоизоляторов такого типа, обязательным является применение герметичного защитного кожуха, полностью исключающего попадание токсичных испарений в помещение.
Важно помнить, что оптимальным вариантом является теплоизоляция накопительного резервуара – базальтовой ватой, имеющей показатели плотности в пределах 35—50 кг/м3.
Изготовление змеевика
Для самостоятельного изготовления круглого стального змеевика используется трубогиб, но при необходимости обустраивается квадратный нагревательный элемент, все части которого представлены соединяемыми электрической сваркой, отрезками нержавеющей стальной трубы.
Уровень мощности нагрева рассчитывается в соответствии с формулой: Q = К х А х dT, где показатели представлены:
- К — коэффициентом тепловой передачи;
- А — площадью общей поверхности нагревательного элемента;
- dT — температурной разностью теплового носителя и греющейся воды.
Размещение змеевика может осуществляться, как в центральной части резервуара, так и вдоль его стенок.
Конфигурация и размеры резервуара влияют на общее количество витков, а также диаметр нагревательного элемента.
В процессе эксплуатации водогрейного оборудования, отмечается накопление накипи и разных отложений на нагревательном элементе, поэтому периодическая чистка змеевика является обязательным мероприятием по обслуживанию бойлера.
Финальная сборка
Процесс самостоятельной сборки водогрейного прибора заключается в следующих поэтапных мероприятиях:
- монтаж змеевика;
- припаивание патрубков на трубах входа и выхода;
- приваривание опорных ножек или подвесных петель;
- установка нагревательного ТЭНа;
- плотная подгонка крышки.
Следует отметить, что особое внимание нужно уделить термоизоляции бака базальтовыми матами и их фиксации на поверхности наружных стенок.
Чтобы сделать эксплуатацию водогрейного прибора полностью безопасной, необходимо обязательно прикрутить защитный стальной кожух, покрытый порошковой краской или оцинковкой.
Подключение
На заключительном этапе выполняется подключение нагревательного элемента к контуру системы отопления в соответствии со стандартной схемой. Затем необходимо подсоединить входную и выходную трубы, а также произвести разводку по всем точкам водяного разбора.
Возможная схема подключения бойлера косвенного нагрева Omicron
Перед тем, как приступить к тестированию работоспособности самостоятельно изготовленного водогрейного прибора, следует проверить правильность подключения всех элементов.
Основные этапы изготовления бойлера представлены подготовкой подходящей емкости, изготовлением змеевика, обеспечением теплоизоляции и сборкой устройства, включая подсоединение змеевика к отопительной системе, организацию подачи холодной и вывод горячей воды.
Видео на тему
Создаем и подключаем бойлер косвенного нагрева своими руками чертежи и видео
На чтение 19 мин. Опубликовано
Конструкция бойлера косвенного нагрева
Принцип работа такого водонагревателя основывается на использовании теплоносителя из отопительной системы, позволяя с минимальными издержками получать необходимый объем горячей воды. Такой бойлер может использовать отдельный или же общий контур отопительной системы, что позволяет с легкостью встраивать его в инженерные коммуникации дома.
Конструкция бойлера косвенного нагрева состоит из герметичной накопительной ёмкости, с расположенным внутри змеевиком, по которому циркулирует нагретый теплоноситель из системы отопления. Холодная вода подается в бак через расположенную внизу входную трубку, а забор теплой жидкости осуществляется через соответствующий патрубок вверху накопительной емкости.
Принцип работы бойлера косвенного нагрева
Этот вариант идеально подходит для многоквартирного дома, но использовать его можно без лишних затрат только в период отопительного сезона. Для периода, когда центральное отопление отключено, в нем можно предусмотреть электрический ТЭН. В этом случае придется больше заплатить за электроэнергию, но включать нагрев можно по мере необходимости.
Принципиальная схема работы водонагревателя косвенного нагрева
Такую же систему можно устроить и в частном доме, если в нем установлено автономное отопление от котла.
Бойлер этого вида состоит из емкости, которая может иметь любой объем. Ее лучше изготовить из нержавеющего материала, так он прослужит более долгий срок, и подогретая вода будет всегда чистой. Для емкости бойлера обычно используют бочку, новый газовый баллон или же делают бак на заказ.
- В середине емкости устанавливается труба, скрученная в виде змеевика, по ней и будет циркулировать теплоноситель. В качестве трубы хорошо использовать медь или латунь – металлы с хорошей теплоотдачей. Впрочем, как вариант, возможно, выбрать для этой цели и металлопластиковую трубу маленького диаметра.
- Чтобы изготовить аккуратный змеевик, длинную трубку (порядка 15 метров) накручивают на другую трубу большего диаметра, на деревянное ровное бревно или на другой подходящий цилиндрический предмет.
Навивка змеевика
- Количество витков на змеевике зависит от формы и высоты емкости, но чем длиннее труба, закрученная в змеевик, тем быстрее можно будет получить подогретую воду.
- Концы трубы выводятся из бака в разных местах. Сверху емкости располагают патрубок, в который будет попадать теплоноситель из системы отопления. Пройдя через змеевик, он возвратиться в отопительный контур через другой патрубок, расположенный в нижней части бака.
- В баке устраивается два отверстия: для заполнения его холодной водой и для забора подогретой. Первое устраивается снизу бака, а второе сверху, откуда горячая вода разводится в нужные точки: душ или кухонный кран.
Схема-чертеж подключения бойлера косвенного нагрева
На схемах хорошо можно рассмотреть подключение и циркуляцию воды и теплоносителя системы отопления.
Другим вариантом может стать бойлер того же типа, но без змеевика. Для него понадобится две емкости— большого и компактного размера. Маленькая емкость устанавливается в середине большого бака, она и будет исполнять роль теплообменника. Теплоноситель не будет циркулировать по трубкам – он проходит через внутреннюю компактную емкость. Принципы работы и проведения труб для циркуляции подогреваемой воды идентичны первому варианту.
Нужно сказать, что принцип устройства такого прибора достаточно прост, поэтому, опираясь на него, можно изобрести и свою конструкцию водонагреватель косвенного типа.
При желании можно оснастить бойлер ТЭНом
В данных вариантах бойлера возможно также использование электрического ТЭНа, который встраивается в емкость снизу. Поэтому лучше, если бойлер будет подвешен на стену с помощью кронштейнов. Также можно установить корпус на высокие ножки, которые несложно сделать из уголка или арматуры. ТЭН, по сути, является тем же кипятильником, только нужно правильно подобрать его мощность — она будет зависеть от объема бойлера.Этот нагревательный элемент можно приобрести в специализированном магазине.
Схема бойлера косвенного нагрева с ТЭНом
Преимущества и недостатки бойлеров косвенного нагрева
Поговорим поподробнее о преимуществах и недостатках таких нагревательных бойлеров, которые достаточно часто устанавливаются на дачах и в частных домах, где отсутствует подключение к газовой магистрали и централизованному отоплению.
Преимуществами такой технологии является:
- Простота водонагревателя и легкость его установки.
- Нагревательный котел подключается к системе центрального или автономного отопления.
- Изготовить водонагреватель косвенного нагрева своими руками не составит труда.
- Отличная эффективность и возможность получения горячей воды с постоянной температурой.
Минусы у бойлеров косвенного нагрева всё же имеются:
- Необходимость очистки змеевика от отложений.
- Требуется дополнительное помещение для установки такого оборудования.
- В том случае, если не функционирует система отопления, подогрев воды в бойлере существенно усложняется.
Сегодня большой популярностью пользуются комбинированные водонагреватели косвенного нагрева, в которых используется, как теплоноситель из системы отопления, так и дополнительный электрический теплонагревательный элемент, который обеспечивает максимально возможную энергонезависимость подобного водонагревательного котла.
Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками?
Бойлер косвенного нагрева своими руками выполняется в соответствии со стандартной схемой, в которой обязательно учитываются все технологические особенности и характеристики надежного и долговечного водогрейного оборудования.
Устройство и принцип работы такого устройство рассмотрим подробнее.
Особой популярностью в настоящее время пользуются современные электрические бойлеры накопительного типа, которые прекрасно подходят для постоянной или периодической эксплуатации, как в частных домовладениях, так и в многоквартирных домах.
Стандартный объём накопительного резервуара может варьировать, и выбирается исходя из количества потребителей.
Такой тип бытового водогрейного устройства подключается к водоснабжению непосредственно после магистральной трубопроводной системы, что позволяет обеспечивать горячей водой несколько точек разбора. Дополнительные опции в таком водогрейном приборе представлены специальными термостатами.
Устройство традиционного бойлера представлено наружным корпусом и стандартным внутренним накопительным резервуаром, а также прочным антикоррозийным покрытием и дополнительными комплектующими.
Стандартная схема устройства водогрейного прибора в виде бойлера, может иметь существенные отличия в зависимости от вида и конструктивных особенностей. Приборы косвенного нагрева не способны самостоятельно производить тепловую энергию, но могут быть снабжены встроенными ТЭНами, посредством которых эффективно поддерживается температурный режим воды в заранее заданных пределах.
Схема устройства предполагает наличие в конструкции основных составляющих, представленных:
- накопительным резервуаром;
- наружным корпусом;
- теплоизоляцией;
- тепловым обменником;
- местом для подсоединения дополнительного нагревательного элемента;
- ревизионным отверстием;
- входным отверстием для холодной воды;
- входом и выходом для теплового носителя;
- местом подключения термометра;
- рециркуляционной линией;
- выходом для горячей воды;
- магниевым анодом.
Внутри утепленного резервуара встроен нагревательный элемент с подведенным тепловым носителем. Холодная вода поступает через нижнюю часть резервуара, а отбор горячего водоснабжения осуществляется из верхней части.
Водогрейное оборудование такого типа оснащается защитным магниевым анодом. Самые современные и дорогостоящие модели снабжаются парой дублирующих змеевиков. Поддержание температурного режима обеспечивается ТЭНом с термостатом, встраиваемым в верхней части резервуара.
Схема нагрева двух типов бойлеров
Также выпускаются бойлеры с косвенным типом нагрева, полностью лишенные змеевика. Такая особая конструкция носит название «резервуар в баке», что обуславливается наличием внутри одного бака второго резервуара. Нагрев воды в таких водогрейных приборах происходит внутри резервуара, а перемещение теплового носителя осуществляется между стенками.
Заводские модели бойлеров с нагревом косвенного типа и циркуляционным патрубком оснащаются обязательными элементами, представленными магниевым анодом и группой безопасности, а также температурным датчиком.
Для самостоятельного изготовления крупной накопительной емкости (бака), независящей от энергетических источников, используются бак из коррозионно-устойчивых материалов, а также спиралеобразная трубка с циркулирующим теплоносителем.
Бойлер в котельной
Равномерный прогрев воды внутри резервуара бойлера обеспечивается перемещением теплового носителя из системы отопления, а сохранению температурного режима способствует качественный теплоизолирующий слой. Удобство эксплуатации обусловлено установкой специальной арматуры в виде шаровых кранов.
Выбор емкости
Резервуар или накопительный бак может иметь практически любые размеры и объём. Второй критерий напрямую зависит от количества потребителей и стандартного расхода горячей воды. Как правило, расход горячей воды составляет порядка 50-70 л на одного потребителя, поэтому ориентировочный объём ёмкости для семьи из четырёх человек составляет примерно 200 л.
Бак бойлера
Важно помнить, что объём резервуара может значительно варьировать в зависимости от количества потребителей и обслуживаемых точек разбора горячей воды.
Изготовление бака
Для самостоятельного изготовления бака водогрейного устройства рекомендуется использовать нержавеющую листовую сталь, а также сплавы на основе алюминия или других материалов, которые обладают достаточной устойчивостью к коррозийным изменениям.
В качестве альтернативного варианта может быть использован обычный газовый баллон, стенки которого необходимо предварительно зачистить и загрунтовать, что позволит предотвратить появление неприятного запаха в горячей воде.
Бак самодельного бойлера косвенного нагрева
В подготовленном резервуаре следует проделать пять отверстий, пара из которых выполняется сбоку и используется для установки змеевика, а два — в нижней и верхней части для входа холодной и выхода горячей воды.
Чтобы сделать беспроблемной эксплуатацию водогрейного бойлера без задействования системы отопления, необходимо установить нагревательный ТЭН, для которого нужно высверлить отверстие в нижней части, обеспечив его запорными арматурными элементами или шаровыми кранами.
Теплоизоляция
При использовании теплоизоляторов такого типа, обязательным является применение герметичного защитного кожуха, полностью исключающего попадание токсичных испарений в помещение.
Важно помнить, что оптимальным вариантом является теплоизоляция накопительного резервуара – базальтовой ватой, имеющей показатели плотности в пределах 35—50 кг/м3.
Для самостоятельного изготовления круглого стального змеевика используется трубогиб, но при необходимости обустраивается квадратный нагревательный элемент, все части которого представлены соединяемыми электрической сваркой, отрезками нержавеющей стальной трубы.
Уровень мощности нагрева рассчитывается в соответствии с формулой: Q = К х А х dT, где показатели представлены:
- К — коэффициентом тепловой передачи;
- А — площадью общей поверхности нагревательного элемента;
- dT — температурной разностью теплового носителя и греющейся воды.
Размещение змеевика может осуществляться, как в центральной части резервуара, так и вдоль его стенок.
Конфигурация и размеры резервуара влияют на общее количество витков, а также диаметр нагревательного элемента.
В процессе эксплуатации водогрейного оборудования, отмечается накопление накипи и разных отложений на нагревательном элементе, поэтому периодическая чистка змеевика является обязательным мероприятием по обслуживанию бойлера.
Финальная сборка
Процесс самостоятельной сборки водогрейного прибора заключается в следующих поэтапных мероприятиях:
- монтаж змеевика;
- припаивание патрубков на трубах входа и выхода;
- приваривание опорных ножек или подвесных петель;
- установка нагревательного ТЭНа;
- плотная подгонка крышки.
Следует отметить, что особое внимание нужно уделить термоизоляции бака базальтовыми матами и их фиксации на поверхности наружных стенок.
Чтобы сделать эксплуатацию водогрейного прибора полностью безопасной, необходимо обязательно прикрутить защитный стальной кожух, покрытый порошковой краской или оцинковкой.
Подключение
На заключительном этапе выполняется подключение нагревательного элемента к контуру системы отопления в соответствии со стандартной схемой. Затем необходимо подсоединить входную и выходную трубы, а также произвести разводку по всем точкам водяного разбора.
Возможная схема подключения бойлера косвенного нагрева Omicron
Перед тем, как приступить к тестированию работоспособности самостоятельно изготовленного водогрейного прибора, следует проверить правильность подключения всех элементов.
Основные этапы изготовления бойлера представлены подготовкой подходящей емкости, изготовлением змеевика, обеспечением теплоизоляции и сборкой устройства, включая подсоединение змеевика к отопительной системе, организацию подачи холодной и вывод горячей воды.
Видео на тему
Наличие водопровода с горячей водой – это часть привычного комфорта для современного жилища. Однако не всегда удаётся решить задачу подвода централизованных коммуникаций к загородной недвижимости.
Поэтому владельцы частных домовладений устраивают автономное снабжение горячей водой, используя в качестве источника нагрева отопительный контур. Для решения задачи потребуется всего лишь соорудить бойлер косвенного нагрева своими руками.
Мы расскажем, как сделать полезный в быту прибор. В статье подробно описаны правила установки и подключения оборудования, поставляющего санитарную воду в точки разбора воды. Вы узнаете, как подготовить бойлер к запуску и как ввести его в эксплуатацию.
По сути, аппарат представляет собой обычный теплообменник.
Правда теплообменники традиционно строят по принципу «труба в трубе», а в данном случае элементами теплового обмена являются сосуд и трубчатый змеевик. Накопительный сосуд исполняет роль наружной «трубы», внутри которой размещается «труба» внутренняя или змеевик.
Подготовка санитарной воды в бойлере косвенного нагрева производится без прямого использования электроэнергии, газа, твердого или жидкого топлива Воду для гигиенических процедур в бойлере косвенного нагрева производит теплоноситель, подогреваемый котлом Бойлер подключают к системе отопления. Внутри него по змеевику, трубам или пространству между двумя баками проходит теплоноситель прежде чем дальше попасть в приборы отопления Чаще всего бойлеры косвенного нагрева оборудуют теплообменниками в виде змеевиков.
Особенно характерно это решение для самодельных конструкций Змеевик, по которому протекает теплоноситель, просто устанавливают внутри емкости. Нагретая им вода для бытовых нужд постоянно находится в этом виде накопительного водонагревателя В качестве корпуса для изготовления самодельного бойлера подойдет любая герметичная емкость, бак, опустошенный газовый баллон, обычный бойлер Сложность заключается вовсе не в изготовлении, а в подключении бойлера косвенного нагрева.
Для его нормальной работы требуется циркуляционный насос, обратный клапан, мембранный бак для расширяющейся при нагреве жидкости В установке собственной группы безопасности нет необходимости. Избыток давления устранит общий для отопления предохранительный клапан. А вот воздухоотводчик совсем не помешает, потому что внутри отдельной от системы емкости будет закипать вода Устройство для экономного использования энергииЗаводское оборудование для косвенного нагреваВариант теплообменника бойлера косвенного нагреваСамый распространенный теплообменник бойлераПростая конструкция бойлера косвенного нагреваСамодельный бойлер из газового баллонаСложность обвязки бойлера косвенного нагреваВоздухоотводчик в схеме подключения бойлера
Выбираем змеевик
Объем накопительной емкости водонагревателя следует рассчитывать исходя из суточного потребления горячей воды в доме. В том случае, если в квартире или в доме проживает несколько человек, то будет достаточно бака в 100 литров. А для семьи в 4-5 человек следует выбирать уже емкость объемом в 200-300 литров.
Используемый бак должен изготавливаться из сплава алюминия, нержавеющей стали или другого металла, который отличается устойчивостью к коррозии. Можно использовать крупноразмерный газовый баллон, стенки которого дополнительно очищаются и грунтуются. Если же не прогрунтовать стенки баллона, то горячая вода может иметь неприятный запах газа.
В выбранном баке необходимо просверлить пять отверстий. Два снизу для входной трубы и аварийного слива, два сбоку для установки змеевика и одно отверстие для отбора воды сверху. В том случае, если планируется использовать такой бойлер вне отопительного сезона необходимо также выполнить отверстия для установки электрического теплонагревательного элемента.
Используемый змеевик является одним из важнейших элементов конструкция бойлера косвенного нагрева. Выполнен этот элемент может быть из латунной или медной трубки. Длину змеевика и его диаметр рассчитывают исходя из объема бака и температуры теплоносителя в системе отопления. Сам нагревательный элемент может быть выполнен из трубки диаметром 8-20 миллиметров, которая свернута в спираль. Выполненные витки не должны соприкасаться друг с другом, что позволяет обеспечить максимальную эффективность нагрева.
Длина змеевика рассчитывается по соответствующей формуле, когда необходимую тепловую мощность, делят на число Пи, которое умножают на диаметр трубы и разность температуры теплоносителя и воды в баке. Так, например, для нагрева 200 литрового бака потребуется змеевик, имеющий тепловую мощность в 30 кВт.
Необходимую тепловую мощность змеевика можно рассчитать из соотношения 1,5 кВт тепловой мощности на 10 литров накопительной емкости. Соответственно, проведя такой простой расчет, вы сможете получить необходимую мощность змеевика, а впоследствии рассчитаете его размеры.
Выгибать змеевик проще всего по имеющемуся шаблону. Можно подобрать подходящую по размерам стальную трубу и выгнуть по ней змеевик, который выполняется из мягкой латуни или меди.
Простейший теплообменник
На трубу центрального отопления наваривается оболочка большего диаметра. Получается герметичный сосуд, внутри которого протекает горячий теплоноситель.
С противоположных сторон внешней трубы (фактически, это бойлер), устраиваются фланцы для подачи (стока) холодной воды. При достаточно горячем теплоносителе, вода в бойлере быстро нагревается.
После чего верхний кран можно открывать, и пользоваться горячим водоснабжением, пока горячая вода не будет замещена холодной.
Если оставить за скобками законность переоборудования коллективной сети отопления (едва ли за это предусмотрена серьезная ответственность), система работает эффективно. Горячая вода условно бесплатная, за вычетом разовых вложений на материалы, и бутылку горячительного напитка для сварщика.
Если вы устраиваете такой проточный водонагреватель своими руками в частном домовладении — никаких условных проблем не будет.
Еще один серьезный недостаток: летом (при выключенном отоплении) такие нагреватели не работают.
Как улучшить теплообмен? Правильно, необходимо увеличить площадь контакта. Разумеется, материал внутренней трубы также важен, медная труба передает тепло гораздо эффективнее. Но в данной конструкции, ставка делается на экономию, поэтому делаем бойлер косвенного нагрева своими руками из стали.
Для улучшения коэффициента теплообмена, можно применить несколько схем:
- Классический вариант мы уже рассмотрели.
- «U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
- Двойное «U» гарантирует двукратное увеличение КПД
Термодинамика — не линейная наука. При увеличении площади обмена в таких несовершенных конструкциях, как бойлер «труба в трубе», коэффициент полезного действия меняется дифференцировано.
- Создание дополнительного объема за счет образования своеобразной «складки» во внешней трубе. Позволяет накопить больше воды вторичного нагрева.
- Змеевик существенно увеличивает длину устройства, при неизменных габаритах.
- Так называемая «турбо» схема. Сложная конструкция первичной трубы (с теплоносителем) увеличивает время прохождения тепла через внешнюю оболочку.
Мы выяснили, в чем основной недостаток водонагревательного элемента «труба в трубе». Косвенный нагрев происходит слишком долго. Поскольку увеличение теплоотдачи затруднительно, для нагрева воды можно использовать емкость покрупнее. Тогда и над теплообменником можно «поколдовать». Оптимальный вариант на иллюстрации: змеевик внутри широкого корпуса.
Конструкция представляет собой бак требуемой емкости (50, 100, 200 литров), внутри которого, расположен змеевик (чем длиннее, тем эффективнее прогрев). Источник тепла не имеет значения: обычно, это контур отопления помещения.
Вода в санитарном (внутреннем) баке достаточно быстро прогревается. Единственная проблема — неравномерность распределения тепла. В нижней части емкости остается «холодная» область.
Несмотря на правильную схему отбора нагретой воды (приемный патрубок сверху), холодная область не дает прогреться всему объему.
При самостоятельном изготовлении рекомендуется использовать нержавеющий бак и медный змеевик. Дополнительные затраты окупятся высокой эффективностью системы.
Тем более, что материалы дефицитом не являются. Бак подойдет от старой стиральной машинки активаторного типа. А медная трубка продается в любом сантехническом магазине.
Еще один вариант: «бак в баке». Если перед вами встает вопрос, как сделать бойлер своими руками, присмотритесь к такой схеме.
Внутренняя емкость (в которой будет происходить косвенный нагрев) подбирается с гофрированными стенками (желательно). Так больше площадь теплообмена. А вода первичного нагрева протекает через точку внешнюю. Если вы охлаждали кастрюлю с горячим компотом в тазу с холодной водой, принцип работы нагревателя понятен.
Разумеется, выполнить такою систему сложнее, но эффективность будет выше.
- Обязательно наличие теплоизолирующей оболочки. Иначе нагретая вода будет стремительно охлаждаться через внешние стенки. Оптимальный вариант — установка рабочей емкости в более крупную бочку, и задувание промежутка между стен строительной пеной.
- Можно укутать емкость строительными теплоизоляционными материалами, правда это выглядит не так эстетично (зато недорого). Если бойлер расположен в помещении котельной, можно сэкономить.
- Внутренняя труба (если применяется схема со змеевиком) должна быть коррозийно устойчивой. После сборки конструкции доступ для обслуживания будет затруднен.
- При использовании электрохимических пар (например, алюминиевый бак медная трубка) фланцы подключения должны быть изолированы нейтральными прокладками.
- Желательно устраивать в стенке наружного бака ревизионное окошко, через которое проводится чистка или обслуживание.
Подручные материалы
Мы уже говорили о баках из нержавейки от старых стиральных машин. Однако найти такую заготовку непросто. Отличным донором может стать списанный пропановый баллон на 100 л. Давление он не держит (потому и списали), а в качестве бака для воды еще послужит. Разумеется, бойлер из газового баллона должен быть тщательно очищен (особенно изнутри) и покрашен качественной водостойкой эмалью.
Для изготовления не требуется промышленное оборудование. Достаточно «болгарки» и сварочного аппарата. Срезается верхняя часть, затем в ней формируется нагревательная арматура.
При свободном доступе к иным материалам, можно выполнить нагреватель хоть из листовой нержавейки. Посмотреть, как изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками, можно на видео (смотреть ниже).
Возможно, страдает эстетика, но качество и долговечность сделанного нагревателя, не хуже заводского.
- Мы уже знаем, что в теплое время года, когда котел отопления не работает, косвенные нагреватели остаются не при делах. В этом случае поможет электрический ТЭН, встроенный в бак в качестве резервного элемента.
- Еще один вариант получения горячей воды летом — установка второго контура теплообмена, подключенного к солнечным системам нагрева.
- В результате можно собрать систему нагрева 3 в 1. От котла отопления (вне зависимости от вида топлива), от электрического ТЭНа и от энергии солнца. При пропадании двух их трех источников энергии, вы все равно сможете обеспечить жилище горячей водой.
Использование ТЭНа не относится к косвенным способам нагрева, поскольку присутствует прямой контакт воды с первичным источником тепла. Исключение составляет индукционный водонагреватель. Жидкость получает энергию как бы виртуально, не касаясь внутреннего термоэлемента. Собственно, его вообще нет в конструкции.
Проточный водонагреватель своими руками делается по принципу индукционных варочных поверхностей. Только вместо кастрюли с водой, нагревается металлическая труба.
Главное преимущество системы в том, что нагрев происходит не за счет прямого теплового контакта с источником электрической энергии, а с помощью вихревых токов. Потери на коэффициент теплопередачи минимальны, КПД стремится к 100%.
При этом, нагревается как металлическая труба, так и непосредственно жидкость (если она достаточно теплопроводна).
Кроме того, проточные индукционные нагреватели существенно безопаснее бойлеров с традиционным электрическим нагревателем: нет контакта воды с подключенным к электросети элементом.
Недостаток очевиден: для нагрева требуется подключение к электропитанию. То есть, вариант косвенного нагрева с помощью дровяного (газового) котла не работает. Помещение должно быть электрифицировано.
С помощью генератора высокой частоты (десятки кГц), в индукционной катушке генерируется переменный ток. По законам физики, в этот момент возникает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором. В проводнике, попавшем под действие магнитного поля, возникают беспорядочные вихревые токи. Молекулы начинают хаотичное движение и материал быстро нагревается.
С помощью такого индуктора можно даже раскалить докрасна металлическую заготовку. Поскольку в трубе протекает вода, избыточного нагрева не происходит.
Генератор можно позаимствовать из варочной поверхности (разумеется, индукционной), либо изготовить самостоятельно.
- Еще один вариант донорства — инверторный сварочный аппарат.
- Хотя, учитывая простоту электрической схемы, многие домашние мастера изготавливают подобные генераторы из доступных радиоэлементов.
В зависимости от энерговооруженности вашего жилища и способа его отопления, можно подобрать, разработать, и сделать своими руками любой из перечисленных бойлеров косвенного нагрева. Затраты на «производство» зависят от доступности материала и элементной базы.
Видео по теме
Теплоизоляция бака
Для повышения эффективности нагрева рекомендуется покрыть снаружи бак слоем изоляции. Для такого утепления рекомендуем использовать минеральную вату, монтажную пену или любой другой теплоизолятор, который снаружи бака крепится на проволоку или же фиксируется стяжками.
Также утеплить бак можно вставив такой выполненный самостоятельно бойлер в ёмкость большего диаметра. Полости между емкостями заполняют пенопластом или другим утепляющим материалом. По сути, у нас получится импровизированный термос, который отлично держит тепло и позволяет быстро осуществлять нагрев воды.
Заключение
Котел косвенного нагрева позволит полностью решить проблему с тёплой водой при отсутствии подключения к горячему водоснабжению. Изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками не составит труда, что позволит существенно сэкономить, не потеряв при этом в функциональности и эффективности подобного оборудования. Делается такой котел из подручных материалов, а расчеты по змеевику сможет выполнить каждый из нас.
Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками
Проблема горячей воды становится актуальной там, где отсутствует централизованное горячее водоснабжение: в дачных, частных городских и загородных домах. Сегодня установка готового приспособления для нагрева воды до необходимых температур требует серьезных капиталовложений. Альтернативным способом подачи горячей воды является бойлер косвенного нагрева, который можно изготовить самостоятельно. Его преимущество в том, что горячее водоснабжение жилых помещений осуществляется в экономном режиме и при минимальных финансовых затратах.
Особенности и схема изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками
По внешнему виду бойлер косвенного нагрева – это крупная накопительная емкость, независящая от источников энергии (газа, электричества и др.). Внутри бака, изготовленного из устойчивого к коррозии материала, установлена спиралеобразная трубка, по которой циркулирует теплоноситель. Холодная вода в бак подается через входную трубку, как правило, расположенную внизу. Нагрев воды в бойлере происходит равномерно за счет перемещающегося теплоносителя отопительной системы. Выходная трубка для горячей воды устанавливается вверху. Для удобства пользования трубы оснащаются шаровыми кранами. Снаружи бак покрывается слоем теплоизоляции.
Чертеж изготовления бойлера косвенного нагрева объемом 100 литров показан ниже:
Принципиальная схема работы бойлера:
Отопительная вода из котла поступает в емкость водонагревателя, где, проходя по спиральной трубке, на выходе преобразуется в холодную. Возвратная охлажденная вода поступает обратно в котел.
Преимущества и недостатки бойлера косвенного нагрева
Плюсы использования бойлера, сделанного своими руками:
- подключение к центральной системе отопления;
- установка вблизи отопительного котла;
- незначительные затраты на монтаж контура;
- существенное сокращение расхода энергоресурсов;
- обеспечение водой постоянной температуры.
К минусам стоит отнести следующее:
- для установки бойлера требуется большая площадь или отдельное помещение;
- для нагрева большого объема воды необходимо продолжительное время, при этом обогрев помещений будет осуществляться с меньшей интенсивностью;
- быстрое образование отложений на змеевидной трубке, требующее очищения химическим или механическим способом два раза в год.
Этот вариант получения горячей воды подходит в период отопительного сезона. В другое время роль теплоносителя может выполнять встроенный в бак бойлера электрический ТЭН.
Тогда подогрев воды будет осуществляться при помощи электроэнергии. В этом случае включать бойлер можно в ночное время, когда действуют ночные, низкие тарифы или по мере необходимости.
Изготовление бойлера своими руками
Вследствие довольно-таки несложного принципа работы такое устройство можно сделать самостоятельно. Теперь рассмотрим, как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками.
Вся работа по изготовлению водонагревателя состоит из сборки составных частей конструкции:
Бак
В качестве емкости бойлера используется бак. Его объем зависит от потребностей хозяев дома в горячей воде и рассчитывается из количества 50–70 литров на каждого человека ежедневно. Ориентировочно на семью из 4-х человек подойдет 200-литровый бойлер.
Для нагревательного устройства бак должен быть изготовлен из нержавеющей стали, сплавов алюминия или другого материала, стойкого к коррозии. Как альтернатива – газовый баллон, но его стенки предварительно необходимо очистить и прогрунтовать. Без этого действия горячая вода будет иметь запах газа.
В баке проделывают 5 отверстий: 2 сбоку для монтажа змеевика, одно внизу для входной трубы, одно вверху для отбора воды и одно внизу для сливного крана. Для использования бойлера вне отопительного сезона следует предусмотреть установку ТЭНа. Для него также высверливается нижнее отверстие. К проделанным отверстиям крепятся запорные элементы или шаровые краны.
Змеевик
Для этого элемента подходит медная или латунная трубка, диаметр и длина которой зависят от объема бака. В среднем на каждые 10 литров рассчитывается 1,5 кВт тепловой мощности змеевидной трубки. Можно использовать трубку из металлопластика или другого металла с хорошей теплоотдачей.
Трубка накручивается по спирали на цилиндрическую оправку. Для этого можно взять бревно или трубу большого диаметра.
При намотке змеевика важно следить за витками:
- в целях наилучшего контакта греющей поверхности трубки с нагреваемой водой витки не должны соприкасаться друг с другом;
- не стоит делать навивку с чрезмерным усилием, тогда снять змеевик с оправки будет непросто.
- Количество витков на змеевике рассчитывается от объема и высоты бака.
Теплоизоляция
Снаружи бак необходимо покрыть слоем изоляции. Он необходим для увеличения КПД и снижения тепловых потерь. Для утепления емкости подойдет монтажная пена, минеральная вата или любой другой теплоизоляционный материал, который крепится к основе проволокой, клеем или полосовыми стяжками. Для аккуратного внешнего вида корпус бака лучше покрыть тонким листовым металлом или фольгированным утеплителем.
Утеплить бак можно также при помощи другой емкости большего диаметра. Для этого сделанный бойлер своими руками вставляется в большой бак, а простенок по принципу термоса заполняется утепляющим материалом или пенопластом.
Монтаж
Сборка бойлера, изготовленного своими руками, осуществляется после подготовки всех составных частей:
- змеевик по центру или вдоль стенок монтируется внутри бака, к его входной и выходной трубе припаиваются патрубки;
- для вертикально стоящего бойлера ко дну привариваются опоры, для навесного устройства – петли «ушки»;
- устанавливается ТЭН;
- бойлер плотно закрывается крышкой;
- подключение змеевика по схеме изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками к контуру отопительной системы;
- подсоединение входной/выходной трубы для воды;
- разводка трубы в кухню или в ванную в точке водоразбора.
Видео: как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками
Видео: изготовление бойлера косвенного нагрева
Как сделать надежный и недорогой бойлер косвенного нагрева своими руками
Проблема отсутствия подключения к горячему водоснабжению является актуальной для многих из нас. Выходом из сложившейся ситуации станет установка соответствующих бойлеров, которые позволяют нагревать воду, обеспечивая необходимый комфорт проживания в квартире или частном доме. Сегодня в продаже можно найти сотни таких нагревательных котлов, которые различаются принципом своей работы и рядом других характеристик.
Конструкция бойлера косвенного нагрева
Принцип работа такого водонагревателя основывается на использовании теплоносителя из отопительной системы, позволяя с минимальными издержками получать необходимый объем горячей воды. Такой бойлер может использовать отдельный или же общий контур отопительной системы, что позволяет с легкостью встраивать его в инженерные коммуникации дома.
Конструкция бойлера косвенного нагрева состоит из герметичной накопительной ёмкости, с расположенным внутри змеевиком, по которому циркулирует нагретый теплоноситель из системы отопления. Холодная вода подается в бак через расположенную внизу входную трубку, а забор теплой жидкости осуществляется через соответствующий патрубок вверху накопительной емкости. Несмотря на свою относительную простоту конструкции, такой самодельный водонагреватель косвенного нагрева отличается эффективностью, что позволяет ему нагревать воду в необходимых объемах.
Преимущества и недостатки бойлеров косвенного нагрева
Поговорим поподробнее о преимуществах и недостатках таких нагревательных бойлеров, которые достаточно часто устанавливаются на дачах и в частных домах, где отсутствует подключение к газовой магистрали и централизованному отоплению.
Преимуществами такой технологии является:
- Простота водонагревателя и легкость его установки.
- Нагревательный котел подключается к системе центрального или автономного отопления.
- Изготовить водонагреватель косвенного нагрева своими руками не составит труда.
- Отличная эффективность и возможность получения горячей воды с постоянной температурой.
Минусы у бойлеров косвенного нагрева всё же имеются:
- Необходимость очистки змеевика от отложений.
- Требуется дополнительное помещение для установки такого оборудования.
- В том случае, если не функционирует система отопления, подогрев воды в бойлере существенно усложняется.
Сегодня большой популярностью пользуются комбинированные водонагреватели косвенного нагрева, в которых используется, как теплоноситель из системы отопления, так и дополнительный электрический теплонагревательный элемент, который обеспечивает максимально возможную энергонезависимость подобного водонагревательного котла.
Как изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками
Простота данной конструкции и ее эффективность неизменно сказалась на популярности бойлеров у отечественных домовладельцев. Имеется возможность самостоятельного изготовления таких котлов косвенного нагрева, что позволяет существенно сэкономить на покупке дорогого отопительного водонагревательного оборудования. Расскажем вам поподробнее, как своими руками изготовить такой бойлер.
Выбираем бак для бойлера
Объем накопительной емкости водонагревателя следует рассчитывать исходя из суточного потребления горячей воды в доме. В том случае, если в квартире или в доме проживает несколько человек, то будет достаточно бака в 100 литров. А для семьи в 4-5 человек следует выбирать уже емкость объемом в 200-300 литров.
Используемый бак должен изготавливаться из сплава алюминия, нержавеющей стали или другого металла, который отличается устойчивостью к коррозии. Можно использовать крупноразмерный газовый баллон, стенки которого дополнительно очищаются и грунтуются. Если же не прогрунтовать стенки баллона, то горячая вода может иметь неприятный запах газа.
В выбранном баке необходимо просверлить пять отверстий. Два снизу для входной трубы и аварийного слива, два сбоку для установки змеевика и одно отверстие для отбора воды сверху. В том случае, если планируется использовать такой бойлер вне отопительного сезона необходимо также выполнить отверстия для установки электрического теплонагревательного элемента. Для ТЭНа высверливают одно или же два отверстия снизу. В выполненные отверстия устанавливают шаровые краны или запорные элементы, после чего проверяется герметичность накопительной емкости.
Выбираем змеевик
Используемый змеевик является одним из важнейших элементов конструкция бойлера косвенного нагрева. Выполнен этот элемент может быть из латунной или медной трубки. Длину змеевика и его диаметр рассчитывают исходя из объема бака и температуры теплоносителя в системе отопления. Сам нагревательный элемент может быть выполнен из трубки диаметром 8-20 миллиметров, которая свернута в спираль. Выполненные витки не должны соприкасаться друг с другом, что позволяет обеспечить максимальную эффективность нагрева.
Длина змеевика рассчитывается по соответствующей формуле, когда необходимую тепловую мощность, делят на число Пи, которое умножают на диаметр трубы и разность температуры теплоносителя и воды в баке. Так, например, для нагрева 200 литрового бака потребуется змеевик, имеющий тепловую мощность в 30 кВт. Если используется трубка змеевика в 10 миллиметров, а разность температуры составляет 65 градусов, то потребуется выполнить змеевик с диаметром 40 сантиметров длиной трубки 15 метров. Соответственно, такой змеевик будет иметь приблизительно 12-13 витков.
Необходимую тепловую мощность змеевика можно рассчитать из соотношения 1,5 кВт тепловой мощности на 10 литров накопительной емкости. Соответственно, проведя такой простой расчет, вы сможете получить необходимую мощность змеевика, а впоследствии рассчитаете его размеры.
Выгибать змеевик проще всего по имеющемуся шаблону. Можно подобрать подходящую по размерам стальную трубу и выгнуть по ней змеевик, который выполняется из мягкой латуни или меди.
Теплоизоляция бака
Для повышения эффективности нагрева рекомендуется покрыть снаружи бак слоем изоляции. Для такого утепления рекомендуем использовать минеральную вату, монтажную пену или любой другой теплоизолятор, который снаружи бака крепится на проволоку или же фиксируется стяжками.
Также утеплить бак можно вставив такой выполненный самостоятельно бойлер в ёмкость большего диаметра. Полости между емкостями заполняют пенопластом или другим утепляющим материалом. По сути, у нас получится импровизированный термос, который отлично держит тепло и позволяет быстро осуществлять нагрев воды.
Сборка бойлера
Изготовив все составные компоненты и подготовив необходимые детали, можно приступать к сборке бойлера косвенного нагрева:
- Змеевик устанавливаются внутри бака, после чего его приваривают к входной и выходной трубе.
- Ко дну газового бойлера приваривают опоры, а если планируется навесное исполнение, то выполняют петли-уши.
- Устанавливают теплонагревающий элемент.
- Котел герметично закрывается крышкой.
- Подключают змеевик к системе отопления.
- Подсоединяют входные и выходные трубы для холодной и тёплой воды.
- Проводят разводку труб в ванную, на кухню или в точку водоразбора.
На этом изготовление и подключение водонагревателя косвенного нагрева полностью завершено. Необходимо проверить герметичность и работоспособность выполненного нагревательного оборудования, и при необходимости выполнить его дополнительную настройку.
Несмотря на кажущуюся простоту такой конструкции она обеспечивает эффективный нагрев, при этом расходы на получение тёплой воды будут минимальными. Изготовить такой бойлер косвенного нагрева можно своими руками, а в последующем такое оборудование не потребует какого-либо сложного обслуживания и ремонта.
Помните лишь о том, что раз в год следует проводить очистку змеевика от появившегося налета и известковых отложений. Проводится такая очистка, как механическим способом, так и при помощи специальных химикатов, которые растворяют кальциевые и известковые отложения.
Заключение
Котел косвенного нагрева позволит полностью решить проблему с тёплой водой при отсутствии подключения к горячему водоснабжению. Изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками не составит труда, что позволит существенно сэкономить, не потеряв при этом в функциональности и эффективности подобного оборудования. Делается такой котел из подручных материалов, а расчеты по змеевику сможет выполнить каждый из нас.
устройство, схема и принцип работы водонагревателя
Для обеспечения частного дома горячей водой на хозяйственные нужды применяется различная бытовая техника. К ней относятся проточные водонагреватели и разные бойлеры – электрические, газовые и косвенного нагрева. Последние представляют наибольший интерес, поскольку не требуют для своей работы никаких энергоносителей. С другой стороны, подобные агрегаты в заводском исполнении очень дороги. Вот почему сделать косвенный бойлер своими руками – удачное решение, а как его реализовать, мы расскажем в данной статье.
Устройство и принцип работы бойлера косвенного нагрева
Чем так привлекательны эти агрегаты, так это возможностью выдать большое количество горячей воды сразу нескольким потребителям. При этом нагрев происходит без дополнительных подключений к электрической сети или газовой магистрали, источником тепла служит все тот же котел, что мы используем для отопления дома. Единственное условие – теплогенератор должен иметь запас по мощности, дабы успевать работать с отопительной системой и водонагревателем.
Надо сказать, что устройство бойлера косвенного нагрева достаточно простое, так что при наличии некоторых навыков его можно сделать самому. По сути, это круглый герметичный резервуар приличной вместительности (не менее 100 л), внутрь которого помещен змеевик из медной трубки. Снаружи бак покрыт теплоизоляционным слоем, не дающим воде в емкости быстро остывать. Подробно устройство водонагревателя показано на схеме:
На рисунке показан обычный косвенный бойлер в минимальной комплектации, более совершенные модели дополнительно оборудованы:
- вторым змеевиком для подключения альтернативного источника тепла;
- электрическим ТЭНом для поддержания температуры воды в случае отключения котла;
- термометром и манометром.
Сам принцип работы бойлера косвенного нагрева заключается в передаче тепла не прямым способом от котла массе воды, находящейся в емкости. Посредником служит теплоноситель, нагретый до температуры 70—80 °С и циркулирующий по медной трубке змеевика. Это позволяет довести температуру воды, предназначенной для ГВС, до 60 °С. С целью исключить электрохимическую коррозию металлического бака внутрь помещен магниевый анод, образующий более активную гальваническую пару медь – магний, нежели медь – сталь.
Также накопительный водонагреватель косвенного типа снабжается патрубком для подключения предохранительного клапана безопасности и датчика температуры, присоединяемого к терморегулятору. На тот случай, когда необходимо обеспечивать моментальную подачу горячей воды к смесителям, бойлер снабжен патрубком для подсоединения обратной рециркуляционной линии.
Рекомендации по изготовлению
Чтобы сделать бойлер косвенного нагрева в домашних условиях, потребуется 2 основных элемента – это сам резервуар и теплообменник из медной трубки. Идеальная форма для бака – цилиндрическая, поэтому лучше использовать в таком качестве какой-нибудь баллон, металлическую бочку или тонкостенную трубу большого диаметра. Медная трубка не должна быть слишком тонкой, такой теплообменник не будет эффективным. Подходящий диаметр – 15—20 мм.
Совет. Для изготовления теплообменника хорошо подойдет и гофрированная нержавеющая труба, используемая для систем отопления и водоснабжения. Ее и согнуть проще, нежели медь.
Подобрав подходящий бак и определившись с его размерами, можно приступать к навивке змеевика. Рекомендуется для этого использовать шаблон в виде трубы или бревна, чей диаметр наполовину меньше размера емкости. Зафиксировав один конец трубки, выполните навивку на шаблон как можно плотнее, виток к витку. При этом надо следить за высотой изделия, чтобы оно впоследствии поместилось внутрь бойлера, сделанного своими руками.
Готовый теплообменник устанавливается по центру бака, чтобы трубка нигде не касалась его стенок. Теперь нужно устроить герметичный проход трубок сквозь бак, что делается с помощью пайки и резьбовых соединений, как это показано на фото:
Теперь остается выполнить теплоизоляцию резервуара с помощью рулонных утеплителей и бандажей из проволоки или тонкой стальной полосы. Предварительно надо закончить все сварочные работы – приделать дно и крышку, врезать все патрубки и приварить опоры. Поверх утеплителя следует надеть декоративный кожух из тонколистового металла или другого удобного материала.
Совет. С целью продлить срок службы самодельного стального резервуара рекомендуется приобрести и установить внутрь водонагревателя магниевый анод.
Схема подключения бойлера к котлу
Собрать накопительный водонагреватель – это только полдела, нужно еще выполнить правильную установку агрегата и его подключение к источнику тепла. Поскольку бак с водой имеет достаточно большой вес, его лучше поставить на фундамент и выверить по вертикали. Если у вас в котельной полы залиты бетонной стяжкой толщиной 100 мм, то можно обойтись и без фундамента. После установки можно приступать к обвязке бойлера.
Совет. Возможно, вам кто-либо посоветовал присоединять бойлер к водогрейному тракту двухконтурного котла или вы отыскали подобную схему в интернете. Запомните, что таким образом соединять эти агрегаты нельзя, водонагреватель должен быть подключен к той же линии, что и система отопления.
Дело в том, что двухконтурный котел нагревает воду для нужд ГВС только до 60 °С. А это значит, что большой объем воды в бойлере он нагреет не более, чем до 50 °С, затратив при этом много времени. Есть и другой момент: когда теплогенератор работает на контур ГВС, он полностью отключается от системы отопления, в результате чего последняя значительно остынет, а вместе с ней и весь дом. Обо всех нюансах подробно рассказано в следующем видеоролике:
Чтобы правильно объединить водонагреватель и котел в одну правильно работающую систему, необходимо выполнить их обвязку по одной из представленных ниже схем. В первой распределение потоков теплоносителя организовано за счет установки трехходового клапана с сервоприводом. Когда температура воды внутри бойлера начинает снижаться, привод по сигналу датчика направляет поток теплоносителя в змеевик агрегата.
В другой схеме подключения с двумя циркуляционными насосами бойлер косвенного нагрева загружается за счет включения насоса в своем контуре. Отопительный контур при этом может функционировать постоянно либо отключаться, что зависит от автоматики. Если тепловая мощность котла достаточна, то обе ветви могут действовать одновременно. Только надо верно подобрать насосы, чтобы они не мешали друг другу.
Еще один способ обвязки бойлера применяется в сложных системах с несколькими циркуляционными насосами и гидравлическим разделителем.
Здесь водонагреватель со своим насосом просто присоединяется к общим коллекторам, находящимся за гидрострелкой. Больше подробностей о правильном подключении бойлера косвенного нагрева показано на видеоролике ниже.
Установка предохранительного клапана для водонагревателя
Это небольшое устройство играет в схеме подключения бойлера важную роль. Когда вода в баке начинает нагреваться, она расширяется в объеме и в результате возрастает давление.
Когда оно достигает критического значения, срабатывает предохранительный клапан и сбрасывает часть воды, чтобы снизить давление. Поэтому патрубок клапана необходимо соединять гибкой трубкой с выходом канализации.
В резервуарах большой емкости принято дополнительно ставить мембранный расширительный бак (экспанзомат). Он способен скомпенсировать больший объем расширяющейся жидкости. При этом важно при покупке бака выбрать тот, что предназначен для систем водоснабжения, а не отопления. Распознать его можно по величине максимального рабочего давления 7—8 Бар (у бачков для отопления 3 Бар).
Помимо этих элементов в обвязке бойлера со стороны водоснабжения должны присутствовать и другие необходимые детали: краны, клапаны, фильтры и прочая арматура. Как правильно обвязать косвенный водонагреватель с водопроводом частного дома, отражено на схеме с обратным циркуляционным контуром:
Заключение
В сущности, конструкция накопительного водонагревателя не отличается сложностью, так что при желании его можно изготовить самому. При этом есть возможность снабдить бойлер всеми возможными функциями и встроить в него датчики для совместной работы с автоматикой котла. А вот с обвязкой придется повозиться, от правильности ее выполнения зависит эффективная работа всего отопления дома.