Что такое косвенный нагрев, и как его реализовать своими руками? Концепция работы такая-же, как у теплоэлектростанций (ТЭС). В процессе решения основной задачи (работа генераторов на пару) появляется «лишняя» тепловая энергия. Ее можно безответственно выпускать в атмосферу, или направить на организацию отопления микрорайона.
Так же точно работает агрегат косвенного нагрева. Берем источник тепла (который существует вне зависимости от вашей потребности извлечь из него дополнительную выгоду), и «отбираем» у него часть тепловой энергии.
Таким образом жители коммунальных квартир без горячего водоснабжения добывали горячую воду (в основном для мытья посуды, иногда для принятия душа).
Для этого в содружестве с соседями изготавливался бойлер косвенного нагрева своими руками. Решение простое, но требующее как минимум газовой горелки для сварки труб.
Либо агрегат изготавливался «левым» способом по основному месту работы (как правило, завод, или ремонтный цех).
Простейший теплообменник
Самодельный нагреватель выглядит следующим образом:
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.
Единственное ограничение — объем наружной емкости. В реальном времени вода нагреваться не будет, слишком малый запас тепловой энергии в трубе отопления. Поэтому система работает циклично: нагрев — использование — нагрев. Чем выше коэффициент соотношения диаметров (или чем длиннее труба), тем больше запас горячей воды. Соответственно, тем дольше она будет прогреваться.
Еще один серьезный недостаток: летом (при выключенном отоплении) такие нагреватели не работают.
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:
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.
Накопительные системы с большим объемом
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.
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.
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.
Электрический косвенный нагреватель
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.
Схема устройства и принцип работы
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.
Вывод
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
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.
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.
Читайте также: Тв антенна своими руками: как сделать самодельную телеантенну в домашних условиях
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
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
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.
Читайте также: Что лучше – газовая или электрическая плита? сравнительный обзор
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 !))
Изготавливаем своими руками бойлер косвенного нагрева
Оглавление:
- Конструкция бойлера косвенного нагрева
- Преимущества и недостатки бойлеров косвенного нагрева
- Как изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками
- Выбираем бак для бойлера
- Выбираем змеевик
- Теплоизоляция бака
- Сборка бойлера
- Заключение
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
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.
Читайте также: Подвесная тумба с раковиной: инструктаж по установке и подключению
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.
Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками — схемы, инструкции, видео
Чтобы изготовить самодельный бойлер косвенного нагрева нужно хорошо понимать принцип работы водонагревателя. Потребуется рассчитать объём ёмкости, выбрать тип и материал змеевика, а также подобрать теплоизоляцию.
Принцип работы и назначение БКН
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 работает бойлер косвенного нагрева — устройство и конструкция
Как рассчитать объём изготавливаемого БКН
Согласно приблизительным расчетам, учитываемым при проектировании частного дома, среднестатистическая семья, состоящая из 4 человек, тратит в среднем 280 л./сут.
Для нормального водоснабжения семьи потребуется бойлер на 200 л. Если планируется использовать горячую воду только для душа и умывания будет достаточно 100-120л. емкости.
Чтобы рассчитать приблизительные потребности в ГВС, используют следующую таблицу:
| Место водозабора | Примерный расход воды (л) | Обычная температура | Расход воды из бойлера (л) |
| Кухонная мойка | от 10 до 20 | 50°С | от 5 до 10 |
| Ванна | от 110 до 180 | 40°С | от 50 до 85 |
| Душ | от 30 до 50 | 37°С | от 16 до 27 |
| Умывание | от 3 до 8 | 37°С | от 1 до 3 |
При расчетах объема бойлера учитывают еще один фактор. Если планируется установка навесного БКН, то его вместительность ограничена 150-160 л, что связано с нагрузкой на стену. Если требуется больший объем, устанавливают напольный бойлер.
Можно ли сделать БКН из электрического водонагревателя?
Теоретически это возможно. Нагревательный элемент легко вынимается из корпуса накопителя. На его место можно поставить змеевик и в результате переделки из обычного электрического бойлера сделать бойлер косвенного нагрева.
Преимущества решения в том, что в наличии уже имеется хорошо утепленная емкость. При необходимости можно демонтировать змеевик и обратно установить трубчатый нагревательный элемент.
У данного технического решения есть несколько минусов:
- Недостаточная производительность — змеевик будет иметь небольшую нагревательную площадь, соответственно снизится скорость работы бойлера.
- Уменьшение скорости нагрева воды.
На практике бойлер из водонагревателя изготавливают редко. Лучше сделать накопительную ёмкость заново. Так, можно учесть все необходимые теплотехнические расчеты, подобрать материал для бака и теплообменника. Выбрать правильную теплоизоляцию.
Из чего можно сделать БКН — материалы
Самодельный бойлер косвенного нагрева, при условии правильных расчетом змеевика, подбора емкости и теплоизоляции по своей производительности не будет уступать заводским моделям накопителей.
Схема изготовления бойлера:
- подготовка аккумулирующей емкости;
- производство теплообменника;
- установка ТЭНа;
- теплоизоляция корпуса.
Во время проведения сборки потребуются теплотехнические расчеты, проект бойлера в разрезе и поэтапный план выполнения.
Как сделать бак косвенного нагрева
Для изготовления емкости берут термостойкие материалы, отличающиеся прочностью, устойчивые к механическим повреждениям.
Сделать бак можно из уже готовой емкости, к примеру, из бочки или пивной кеги, либо использовать трубу достаточного диаметра (в этом случае понадобятся сварочные работы).Еще один популярный вариант — накопительный бойлер косвенного нагрева из пластиковой бочки.
Плюсами можно считать небольшую массу ёмкости, простоту встраивания змеевика и патрубков. Если устанавливают накопитель из пластика, то необходимо чтобы полимер соответствовал следующим критериям:
- подходил для пищевой воды;
- выдерживал нагрев до 90°.
| Размеры | Описание | 1500 л |
| Н | Высота | 2285 мм |
| ø ext | Внешний диаметр (включая изоляцию) | 1200 мм |
| ø int | Внутренний диаметр | 1000 мм |
| F | Вход холодной воды (1″1/4) | 315 — 1″1/4 мм — » дюйм |
| G | Выход воды из нижнего змеевика (1″1/4) | 470 мм |
| L | Отверстие для нижнего датчика температуры (1/2″) | 582 мм |
| M | Подача воды в нижний змеевик (1″1/4) | 1180 мм |
| N | Выход воды из верхнего змеевика (1″1/4) | 1330 мм |
| P | Отверстие для верхнего датчика температуры (1/2″) | 1500 мм |
| Q | Рециркуляция (1″) | 1460 — 1″ мм — » дюйм |
| R | Подача воды в верхний змеевик (1″1/4) | 1735 мм |
| S | Выход горячей бытовой воды (1″1/4) | 1935 — 1″1/4 мм — » дюйм |
| A | Фланец для инспекционного контроля (ø внутр. 114 — ø внешн. 168) | 520 мм |
| B | Дополнительное электрическое сопротивление (1″1/2) | 1255 мм |
| C | Термометр (1/2″) | 1825 мм |
Емкость косвенного нагрева в основном устанавливают вертикально: вешают на стену или монтируют на пол, что необходимо учитывать при выборе формы бака.Металл, наиболее подходящий для самодельного косвенного водонагревателя — нержавеющая сталь. Следует учесть, что существуют десятки сортов нержавейки и только несколько подходят для бытовых потребностей. Бойлер косвенного нагрева из нержавеющей стали самый надежный. Прослужит долго за счет хороших антикоррозионных свойств. Устройство бака из нержавеющей стали не отличается от того что используется в стандартном накопителе, но требует применения специального оборудования. Слабое место всех емкостей (изготовленных самостоятельно или в заводских условиях) сварные швы. От квалификации мастера выполняющего сварку зависит конечный результат и соответственно длительность эксплуатации водонагревателя.
Из какого материала сделать теплообменник
Изготовление змеевика — это следующий шаг после подготовки бака водонагревателя. На этапе подготовки следует рассчитать полезную площадь нагревательного элемента и подобрать подходящий материал для изготовления.Длина змеевика для бойлера высчитывается по формуле:
L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14
В формуле учитывается:
- длина змеевика — L;
- тепловая мощность — Q;
- диаметр теплообменника — D;
- ожидаемая температура горячей и холодной воды — Tr и Tx, соответственно.
По этой формуле рассчитывают длину змеевика и толщину используемого материала.
Теплообменник, как правило, изготавливают из медной или латунной трубки. Металл легко гнется и имеет хорошую теплоотдачу. Еще одно достоинство: способность выдерживать длительное термальное воздействие.Еще один популярный вариант сердечника БКН: нержавеющий змеевик из гофры.
Обойдется теплообменник из нержавейки приблизительно в 1,5 раза дешевле чем из меди. Вместе с гофрой продаются фитинги с резьбовым соединением, облегчающие подключение к трубопроводу отопления.Самодельную спираль легко сделать.
Для этого медная или латунная трубка накручивается на стальную трубу необходимого диаметра. Между витками обязательно оставляют зазор на расширение.Можно использовать уже готовый змеевик, от технологического оборудования.
При этом важно, чтобы теплообменник из меди, используемый для бойлера косвенного нагрева соответствовал расчетным параметрам и мощности теплообмена.
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.
Бойлер косвенного нагрева с электрическим ТЭНом
Как сделать теплоизоляцию БКН
Для минимизации теплопотерь на поверхность бака наносят несколько слоев теплоизоляционных материалов. Рекомендуется соблюдение следующего порядка обработки:
- Корпус покрывают теплоизоляционной краской — в составе присутствуют керамические составляющие, удерживающие тепло. Одновременно ЛКМ защищает поверхность бака от коррозии.
- Минеральная вата — слой теплоизоляции около 5 см. Оптимально использование базальтового утеплителя. Материал предотвращает тепловые потери, устойчив к воздействию влаги и одновременно пропускает пар, не давая жидкости скапливаться в слоях материала. Сверху минеральную вату закрывают любым материалом с фольгированной основой. Можно использовать Пенофол и производные.
- Вместо трехслойного утепления допускается использование Полинора. Утеплитель похож на монтажную пену. Легко наносится и предотвращает теплопотери.
Изготовление бойлера косвенного нагрева экономит порядка 10-15 тыс. руб. КПД и производительность, при условии грамотного выполнения сборки будет близка к заводской продукции.
