Особенности и схема изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками

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.

  • 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.

  • 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.

Проект и монтаж своими руками

Главная задача на стадии проектирования своими руками – это подбор накопительной ёмкости, которая бы своим объёмом покрывала потребности в горячей воде.


Подходящими материалами можно считать:

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.

  • 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


Сборка бойлера происходит после подготовки всех комплектующих.

Усовершенствованная конструкция

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:

  1. Классический вариант мы уже рассмотрели.
  2. «U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
  3. Двойное «U» гарантирует двукратное увеличение КПД

Важно по п.п. 2 и 3:

Термодинамика — не линейная наука. При увеличении площади обмена в таких несовершенных конструкциях, как бойлер «труба в трубе», коэффициент полезного действия меняется дифференцировано.

  1. Создание дополнительного объема за счет образования своеобразной «складки» во внешней трубе. Позволяет накопить больше воды вторичного нагрева.
  2. Змеевик существенно увеличивает длину устройства, при неизменных габаритах.
  3. Так называемая «турбо» схема. Сложная конструкция первичной трубы (с теплоносителем) увеличивает время прохождения тепла через внешнюю оболочку.


Еще один серьезный недостаток: летом (при выключенном отоплении) такие нагреватели не работают.

ТЭН для комбинированного БКН

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

P= 0,0011*m*(tk-tн)/T

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.

  • Вместо трехслойного утепления допускается использование Полинора. Утеплитель похож на монтажную пену. Легко наносится и предотвращает теплопотери.
  • 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.

    Принцип работы предохранительного клапана для водонагревателя и его функции описаны в данной теме.

    Инструкция по замене магниевого анода в водонагревателе представлена в этой статье.

    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.


    Возможная схема подключения бойлера косвенного нагрева Omicron

    Преимущества и недостатки

    Даже в идеальном варианте, когда дом газифицирован, установка газовой колонки не всегда полностью решает проблему получения горячей воды в достаточном количестве.

    Для того, чтобы в кране появилась горячая вода, должно пройти некоторое время, а при пользовании душем температура воды может резко упасть, если начинают пользоваться точкой отбора воды на кухне. Эти недостатки всегда свойственны проточным водонагревателям, где нагрев воды происходит с помощью газа или электроэнергии.

    При использовании бойлера косвенного нагрева таких проблем не появляется, так как их устройство позволяет сохранить температуру воды постоянной.

    Если подсчитать стоимость получения горячей воды при использовании проточных водонагревателей и сравнить её с затратами на обогрев воды бойлерами косвенного нагрева, очевидно, что работа последних обходится потребителям значительно дешевле.

    Однако приобретение такого водонагревателя промышленного изготовления обойдётся в немалую сумму. Обычно необходимый объём конструкции подсчитывается исходя из количества людей, проживающих в доме. В сутки для одного человека потребуются не менее 50 литров горячей воды.


    В самом популярном варианте конструкции для прохода теплоносителя используют змеевик, изготовленный из металлической трубы. Змеевик помещают в бак, заполняют ёмкость водой, а затем пропускают теплоноситель.

    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.

    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.

    Характеристики бойлеров косвенного нагрева

    Наличие опции «рециркуляция» говорит о том, что бойлер подготовлен к использованию в системе ГВС с рециркуляцией, проще говоря, имеет патрубок для “обратки”. Бойлеры без такого патрубка тоже можно использовать в системе с рециркуляцией, но это потребует усложнения обвязки (трубопровода и запорных устройств) бойлера и немного снизит эффективность системы.

    Полезный объем бака является важным параметром для любого накопительного водонагревателя. Чем объем больше, тем больше членов вашей семьи смогут умыться, принять душ или ванну без повторного прогрева бойлера. Температура горячей воды в бойлере косвенного нагрева обычно ниже, чем в накопительных электронагревателях, поэтому и объем его должен быть больше.

    С увеличением объема бака увеличивается и время, необходимое для его нагрева. Сколько конкретно времени потребуется – зависит от множества параметров – от объема бойлера, разницы температур нагреваемой воды, температуры теплоносителя, его расхода и т.д. Если в паспортных данных котла не приведено время нагрева, то его можно примерно вычислить по формуле.

    где Т – время прогрева в часах, V-объем бака в м 3 , Δt – перепад температур, W- тепловая мощность бойлера в кВт, 0,00117 – коэффициент для согласования единиц измерения. Однако имейте в виду, что приводимая в параметрах тепловая мощность бойлера зависит от температуры теплоносителя и горячей воды – для расчета паспортной мощности чаще всего берутся значения 80°С и 45°С соответственно. Но могут быть и другие величины и при сомнениях следует обратиться к документации на бойлер. При изменении любой из температур значение тепловой мощности бойлера также меняется. Некоторые производители приводят таблицы со значениями тепловой мощности для различных температур теплоносителя и горячей воды.

    Пример таблицы, отражающей зависимость тепловой мощности от температуры горячей воды, температуры и расхода теплоносителя. Бойлеры косвенного нагрева Buderus Logalux.

    Если же такой таблицы в руководстве нет, время прогрева можно оценить только примерно – чем ниже температура теплоносителя и чем выше температура горячей воды, тем дольше будет прогреваться бойлер.

    Способ нагрева определяет, каким образом греется вода в бойлере. Все бойлеры косвенного нагрева используют, как следует из названия – косвенный способ, когда нагрев производится протекающим через бойлер теплоносителем. Однако многие бойлеры снабжены также ТЭНом, осуществляющим электрический нагрев воды в бойлере. Кроме ого, большинство моделей без ТЭНа позволяют его последующую установку в специальный патрубок или в ревизионное отверстие.

    ТЭН может быть полезен в следующих случаях:

    – Если температура теплоносителя непостоянна, ТЭН позволяет установить и поддерживать точную температуру горячей воды в бойлере.

    – Если температуры теплоносителя от основного источника тепла недостаточно для прогрева бойлера, например, при использовании солнечных панелей или теплового насоса. В этом случае ТЭН используется для «догрева» воды до нужной температуры.

    – При отключении основного источника тепла на ремонт, профилактические работы или просто на лето. В этом случае ТЭН используется для прогрева всего объема воды. Но имейте в виду, что мощность ТЭНа обычно в разы меньше мощности, обеспечиваемой теплообменником, поэтому скорость прогрева при использовании одного лишь ТЭНа снизится в разы. Чтобы определить время прогрева всего бойлера, можно воспользоваться той же формулой:

    где W – мощность ТЭНа. Ну и ни о какой экономии в таком режиме работы говорить, конечно, не приходится. При неработающем теплообменнике бойлер косвенного нагрева с ТЭНом превращается просто в дорогой накопительный электроводонагреватель, поэтому долгое время его так эксплуатировать не стоит.

    Площадь теплообменника влияет на его тепловую мощность. Разные производители могут использовать различные значения расхода теплоносителя, температур теплоносителя и горячей воды при подсчете тепловой мощности. Поэтому этот параметр может оказаться полезен при сравнении двух моделей с примерно одинаковым значением тепловой мощности. В одинаковых условиях модель с большей площадью теплообменника обеспечит большую мощность.

    Максимальная температура нагрева определяет температуру горячей воды, при которой не происходит повреждения внутреннего покрытия бака. Сама температура нагрева зависит исключительно от температуры теплоносителя. Не рекомендуется греть бойлер теплоносителем с температурой большей, чем максимальная температура нагрева.

    Покрытие внутреннего бака необходимо для его защиты от коррозии. Лучше всего защищены от неё баки из нержавеющей стали, но они и стоят дороже остальных. Слабое место таких баков – сварной шов, который часто выполняется металлом, подверженным коррозии.

    Баки с эмалевым покрытием и покрытием из биостеклофарфора (стеклокерамикой, являеюшейся разновидностью эмали) уступают «нержавейке» в устойчивости к механическим повреждениям – малейшая деформация бака приводит к появлению трещин в покрытии и, как следствие, быстрому появлению очагов коррозии. Поэтому при покупке бойлера с эмалированным баком надо тщательно осматривать корпус на отсутствие вмятин и впоследствии беречь бойлер от ударов.

    Кроме того, качество покрытия может быть разным, и эмали разных моделей могут сильно отличаться по прочности и долговечности.

    Многие производители для дополнительной защиты бака от коррозии устанавливают в него магниевый анод. Магний взаимодействует с кислородом воды, защищая металл бака от его воздействия. Магниевый анод защитит бак даже при повреждении покрытия, но он требует периодической замены – раза в 1-2 года.

    При подборе бойлера обратите внимание на максимальное допустимое давление горячей воды и давление теплоносителя. Допустимое давление горячей воды должно быть с некоторым (1,5. 2 кратным) запасом выше максимального давления в магистрали холодной воды. Если в системе ХВС часты гидроудары, рекомендуется поставить на входе в бойлер редуктор давления.

    А допустимое давление теплоносителя должно соответствовать параметрам источника тепла. Ни в коем случае значение этого параметра не должно быть ниже уставки (заданного значения давления, при котором происходит срабатывание клапана) предохранительного клапана котла – это может привести к разрыву бойлера.


    Баки с эмалевым покрытием и покрытием из биостеклофарфора (стеклокерамикой, являеюшейся разновидностью эмали) уступают «нержавейке» в устойчивости к механическим повреждениям – малейшая деформация бака приводит к появлению трещин в покрытии и, как следствие, быстрому появлению очагов коррозии. Поэтому при покупке бойлера с эмалированным баком надо тщательно осматривать корпус на отсутствие вмятин и впоследствии беречь бойлер от ударов.

    Этап #1 — из чего и как сделать бак?

    Емкость, в которой будет находиться теплая вода, может быть изготовлена из пластика, нержавейки, эмалированного металла и т. п. Словом, подойдет любой устойчивый к коррозии бак достаточно чистый и имеющий подходящие размеры. Для работы с металлической емкостью, разумеется, понадобится сварочный аппарат. Емкости, покрытые эмалью или слоем стеклокерамики, особой устойчивостью к коррозии не отличаются и могут потребовать замены уже через год после начала эксплуатации. Баки из нержавеющей стали гораздо надежнее и долговечнее.

    Вполне подходящим для изготовления бойлера считается газовый баллон. Лучше всего приобрести новую емкость, но если такой возможности нет, подойдет и баллон, бывший в употреблении. Его нужно просто разрезать на две части, а затем тщательно зачистить и прогрунтовать внутренние стенки баллона. Если этого не сделать, придется на несколько недель смириться с тем фактом, что вода, поступающая из бойлера, пахнет пропаном.

    Подходящим баком для бойлера косвенного нагрева может стать газовый баллон. Он достаточно прочный, имеет подходящие размеры и конфигурацию

    В баке делают отверстия:

    • для подачи холодной воды;
    • для вывода горячей воды;
    • два — для монтажа змеевика с теплоносителем.

    Поскольку в летнее время отопительное оборудование не используется, понадобятся альтернативные источники обогрева теплоносителя. Некоторые успешно используют для этих целей солнечные панели, установленные на крыше. Более бюджетный вариант решения проблемы — монтаж электрического ТЭНа.

    В баке делают отверстия:

    Выбор накопительной емкости

    Нормативы потребления воды говорят о том, что один человек тратит в сутки примерно 70 литров. Нагреватель объемом в 200 литров без труда закроет потребности семьи из трех-четырех человек в горячем водоснабжении.

    Чаще всего домовладельцы выбирают бак под вертикальную установку, но в некоторых случаях из-за особенностей помещения или других нюансов монтажа можно приобрести и горизонтальную емкость. Водонагреватель подвешивают не стену или устанавливают на опоры на полу.

    Выбор емкости для бака

    В качестве бака может использоваться емкость из прочного термостойкого материала, обладающего отличными антикоррозийными характеристиками. Также следует принимать во внимание допустимое температурное расширение и другие эксплуатационные свойства. Чаще всего покупатели отдают предпочтение бакам из алюминия, нержавеющей стали или полимеров.

    Важно! Бойлер наполняется водой под давлением, причем, температура теплоносителя может достигать 90°С и более. Этот фактор необходимо учитывать при подборе материала для емкости и последующей установке конструкции.

    Нередко сантехники-любители выбирают в качестве тары для бака алюминиевые фляги или кастрюли, что, конечно же, недопустимо и опасно.

    Сборка бойлера своими руками

    В баке просверливают пять отверстий: два отверстия для змеевика, два отверстия для подачи и отвода воды и еще одно – для сливного крана. Чтобы пользоваться бойлером в теплое время года, когда отопительная система отключена, стоит заранее позаботиться о работе прибора от электросети и установить ТЭН. Ко всем отверстиям в баке крепят запорные элементы и шаровые краны, которые позволят без труда подключить конструкцию к отопительному контуру и системе водоснабжения.

    Для примера ниже приведен расчет длины медной трубы для изготовления спирали мощностью 20 кВт. Емкость бака – 200 литров, диаметр трубки – 10мм. Температура холодной воды – 15°С, горячей – 80°С. Необходимо вычислить размер трубы, которого будет достаточно для изготовления теплообменной спирали, имеющей мощность20 кВт:

    Сборка водонагревателя

    Порядок работы после того, как подготовлен бак и змеевик:

    1. Выполняются теплоизоляционные работы.
    2. Конструкция собирается.
    3. Змеевик подключается к отоплению дома.
    4. Подключается подача холодной воды;
    5. Делается кран и разводка для тёплой воды.

    Рассмотрим некоторые тонкости отдельных этапов работы.

    Изоляцию бака лучше делать до этапа подключения бойлера к системе. Если какая-то её часть будет повреждена, её нужно будет восстановить.

    Общая схема подключения бойлера косвенного нагрева

    Пять отверстий в баке (все 5 лучше делать на одной стороне):

    1. Внизу для входа холодной воды.
    2. Вверху для выхода горячей воды.
    3. Внизу для слива (с краном на случай чистки или ремонта).
    4. Отверстие вверху для входа змеевика.
    5. Отверстие внизу для выхода змеевика.

    Если планируется установка ТЭНа, для него также продумываются отверстия.

    Вставляется змеевик в нужные отверстия и обваривается.

    На всех трубках делают краны или другие запорные элементы. Для этого на концах змеевика нарезается резьба либо привариваются готовые сгоны.

    На трубе для подачи холодной воды должен устанавливаться обратный клапан, чтобы вода не пошла обратно из бойлера. Змеевик подключают: вход сверху, выход снизу.

    Крышку бойлера нельзя заваривать. Она просто должна плотно закрываться.

    Как подключить бойлер косвенного нагрева. Хорошо, если котлу и бойлеру нашлось отдельное помещение, в котором они будут стоять рядом друг с другом. В этом случае бойлер будет получать самую горячую воду.

    Прибор можно ставить на пол или крепить к стене. Для агрегата, стоящего на полу, нужно приварить ножки. Для навесного – петли.


    На всех трубках делают краны или другие запорные элементы. Для этого на концах змеевика нарезается резьба либо привариваются готовые сгоны.

    Материалы

    • Для емкости следует подобрать материал, стойкий к коррозии. Это может быть как пластик или алюминиевый сплав, так и нержавеющая сталь. Также для бака подходит обычная сталь, если ее предварительно обработали защитными средствами, например, покрыли эмалью. Нередко баком используют газовый баллон, который очищают и грунтуют. При этом предпочтительнее взять новый баллон, чтобы у воды не было неприятного запаха, а при работах с ним (разрезании и проделывании отверстий) баллон обязательно нужно заполнить водой.
    • Для змеевика можно взять металлическую или металлопластиковую трубу с небольшим диаметром. Хорошим выбором будет латунная либо медная трубка. Ее диаметр и длину подбирают в зависимости от объема будущего бака.
    • Для теплоизоляции самодельного бойлера подходит любой материал с теплоизолирующими свойствами. К примеру, можно воспользоваться пенополиуретаном, минеральной ватой, изолоном, пенопленом, монтажной пеной и другим строительным материалом. Снаружи такой утеплитель часто покрывают фольгированным материалом.


    Чертеж бойлера может выглядеть следующим образом.

    Виды работ и материалы

    Чтобы изготовить бойлер своими руками, надо выполнить такие работы:

    • подготовить металлическую емкость с хорошими антикоррозийными характеристиками;
    • аккуратно согнуть трубу для змеевика;
    • сделать качественную теплоизоляцию конструкции;
    • осуществить полную сборку всей системы;
    • подвести воду;
    • змеевик надежно подсоединить к домашней системе отопления;
    • подключить подачу нагретой воды к домашнему водопроводу.

    Для выполнения некоторых операций вам понадобятся такие материалы и оборудование:

    • трубы металлопластиковые или из нержавеющего металла;
    • грунтовка на основе нитроэмали;
    • гайка с диаметром около 32 мм;
    • емкость большого размера — для небольшой семьи сгодится простой газовый баллон;
    • понадобится сварка.

    Со всеми материалами и предстоящими видами работ мы определились, теперь приступаем к непосредственному монтажу.

    • трубы металлопластиковые или из нержавеющего металла;
    • грунтовка на основе нитроэмали;
    • гайка с диаметром около 32 мм;
    • емкость большого размера — для небольшой семьи сгодится простой газовый баллон;
    • понадобится сварка.
    Ссылка на основную публикацию