Обогреватель косвенного нагрева своими руками

Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками

Здесь вы узнаете:

Емкостный водонагреватель косвенного нагрева имеет простое внутреннее устройство и отличается несложным принципом работы. Конструкция БКН состоит из следующего:

• Нагревательный элемент — змеевик или емкость (в устройстве бак в баке), по которому циркулирует теплоноситель из системы отопления. В комбинированных моделях дополнительно установлен электроТЭН.
• Накопительная емкость — холодная вода внутри бака соприкасается с змеевиком, отбирая тепло. Нагретая жидкость направляется в систему горячего водоснабжения.
• Теплоизоляция — служит для снижения теплопотерь накопителя. В заводских бойлерах используется полистирол с толщиной не менее 5 см.

Нагрев горячего водоснабжения осуществляется за счет тепла из системы отопления. Бойлер подключается к котлу. Теплоноситель передает энергию нагревательному элементу: змеевику или баку. Разогретая поверхность змеевика соприкасается с водой из ГВС, происходит теплообмен. На выходе получается горячая вода для бытовых нужд с температурой 65-70°.

Как устроен бойлер косвенного нагрева

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.

Через трубчатый змеевик пропускается теплоноситель отопительной системы, а внутренняя область сосуда заполняется холодной водой. Теплоноситель нагревает стенки трубчатого змеевика, а те, в свою очередь, греют холодную воду в сосуде.

Примерно так выглядит традиционная схема подключения бойлера косвенного нагрева. В данном случае прибор работает в паре с отопительным котлом

Схема бойлера косвенного нагрева обычно делается по технологии противотока двух сред, разных по температурному уровню. Другими словами, если выход подогреваемой воды предусмотрен в нижней части ёмкости, а патрубок подпитки холодной водой находится выше, в этом случае подача теплоносителя в змеевик осуществляется на верхнем уровне.

Обратная конфигурация выполняется, если вход и выход холодной воды меняются местами. На практике чаще встречаются схемы с верхним выходом нагретой воды.

С целью снижения тепловых потерь сделанный своими руками бойлер косвенного нагрева следует обязательно изолировать. Хороший изолятор тепла – минеральная вата

Учитывая, что бойлер косвенного нагрева относится к тепловому сантехническому оборудованию, аппарат и прилегающая к нему обвязка трубопроводами подлежат тепловой изоляции.

Разумно монтировать систему в непосредственной близости от котла системы отопления. Такой подход обеспечит меньше затрат на монтаж оборудования, а потери тепла на пути от системы отопления к бойлеру косвенного нагрева будут существенно снижены.

Достоинства и недостатки оборудования косвенного нагрева

Среди преимуществ бойлера косвенного типа можно выделить:

• экономичность (отсутствуют затраты на электроэнергию);
• высокую производительность оборудования, ограниченную только мощностью обогревательного котла;
• отсутствие прямого контакта между проточной водой и теплоносителем;
• возможность потребления тепловой энергии сразу с нескольких источников для увеличения мощности и эффективности работы бойлера.

К существенным недостаткам оборудования можно отнести:

• высокую стоимость. Бойлер косвенного нагрева стоит в 1,5–2 раза больше, чем водонагреватель прямого типа;
• недостаточную мощность. Для нагрева большого количества воды (более 100 л) может потребоваться достаточно много времени — от 1 часа. В ассортименте некоторых производителей существуют бойлеры с более высокой скоростью нагрева (30–35 мин.), но их стоимость неоправданно высока;
• большие габариты. Размер оборудования напрямую зависит от объёма бака. Бойлеры ёмкостью свыше 200 л занимают слишком много места, поэтому их устанавливают в отдельном подсобном помещении;
• невозможность круглогодичного использования. Эффективная работа только в отопительный сезон (осень — зима). Летом, когда обогревательный котёл выключен, нагрев воды в бойлере не происходит.

Бойлер косвенного нагрева готовит горячую воду дольше, но зато он не требует подключения к электрической сети

Общие правила изготовления бойлеров косвенного нагрева

• 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.

Схема устройства самодельного бойлера

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.

Какие понадобятся материалы

В первую очередь необходимо подобрать ёмкость для изготовления бака. Лучшим выбором материала является нержавеющая сталь. Можно использовать готовую бочку, заказать бак необходимого размера, либо приобрести газовый баллон. Он имеет достаточную прочность, подходящие габариты и форму. Ещё одним вариантом для изготовления бака может быть ёмкость, изготовленная из термостойкого пластика.

В баке следует сделать отверстия необходимого размера. Два отверстия понадобятся для присоединения трубопроводов подачи холодной и вывода горячей вода. Одно из них делается внизу бака, а другое в верхней его части. Ещё два отверстия будут необходимы для монтажа змеевика, предназначенного для прохода теплоносителя.

Для изготовления змеевика отлично подойдёт трубка из латуни или меди. Эти материалы хорошо передают тепло, и им достаточно легко придаётся необходимая форма. Можно также использовать трубы малого диаметра из пластика.

Для того, чтобы изготовить змеевик, трубу необходимой длины наматывают на основу, которой может быть прочная металлическая труба или оцилиндрованное бревно.

Для того, чтобы трубка, предназначенная для змеевика, была изогнута равномерно, без заломов, перед началом работы её полностью заполняют песком. Тогда змеевик получится правильной формы, одинакового диаметра по всей его длине.

Исходя из объёма бака, температуры теплоносителя и температуры поступающей воды, вычисляется необходимая длина змеевика. Для этого используют специальную формулу подсчёта. Для ёмкости объёмом 200 литров, при использовании змеевика с диаметром 10 мм, его длина будет составлять около 15-ти метров.

Ещё до монтажа накопительного бойлера следует определиться, каким образом будет производиться его теплоизоляция. Обойтись без неё не удастся, так как естественные потери тепла велики и КПД водонагревателя окажется слишком низким. Идеальным способом для теплоизоляции бака будет помещение его внутри подходящей ёмкости, а затем заполнение её монтажной пеной.

Для сборки бойлера следует позаботиться о наличии штуцеров, гаек, резиновых уплотнителей, шаровых кранов. При изготовлении конструкции из газового баллона потребуется сварочное оборудование.

Смотрите видео о том, как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками:

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:

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.

ТЭН для комбинированного БКН

Трубчатые нагреватели продаются в ассортименте в строительных магазинах. Рассчитать производительность ТЭНа поможет следующая формула:

Расчетными считаются следующие значения:

• P — мощность ТЭНа;
• M — масса нагреваемой воды;
• tk — желаемая температура воды;
• tн — начальная температура воды;
• T — время нагревания воды.

В комбинированном бойлере косвенного нагрева змеевик размещается по всему водонагревательному баку снизу доверху — схема обеспечивает максимальный КПД и равномерное прогревание воды. ТЭН устанавливают внизу емкости.

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.

Преимущества самодельных нагревателей

Почему хозяева все же частенько предпочитают делать бойлер своими руками? У самодельного бойлера есть масса преимуществ перед заводскими:

1. Подключается к системе отопления.
2. Ставится рядом с котлом.
3. Обходится куда дешевле покупного
4. Позволяет экономить энергоресурсы.
5. Позволяет поддерживать постоянную температуру воды.

Если говорить о минусах бойлера своими руками, то они такие:

1. Нужно довольно просторное помещение, чтобы поставить или подвесить нагреватель.
2. Если устройство недостаточно мощное, вода нагревается долго.
3. Быстро образуется накипь, так что воду лучше смягчать

Важно! Самодельный агрегат хорош еще и тем, что во время отопительного сезона он работает от центрального теплоснабжения, а летом – от электросети.

Инструкция по подключению и запуску системы

При подготовке бойлера к работе его первым делом подключают к отопительной системе. Это может быть сеть домашнего автономного котла или центральная магистраль. В процессе подключения крышка бака водонагревателя должна быть открыта. Когда все трубы соединены между собой в нужном порядке, открывают запорный кран трубы обратки, чтобы убедиться в отсутствии протечек в местах соединений и самих трубах.

Если протечки не обнаружены, можно открыть кран подачи теплоносителя в змеевик. После того, как спираль прогреется до нормальной температуры, конструкцию еще раз осматривают на предмет протечек.

Если все в порядке, крышку бака закрывают и набирают в него воду, а также открывают кран подачи горячей воды в водопровод. Теперь можно оценить качество нагрева.

Источник