Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками: пошаговая инструкция. Как сделать бойлер своими руками
Устройство бойлера 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 играет роль наружной «трубы», внутри которой размещается «труба» внутренняя — змеевик. Через трубчатый змеевик пропускается теплоноситель системы для отапливания, а внутренняя область сосуда заполняется холодной водичкой. Теплоноситель нагревает стены трубчатого змеевика, а те, со своей стороны, греют холодную воду в сосуде.
Схема бойлера косвенного нагрева во многих случаях делается по технологии противотока 2-ух сред, разных по температурному уровню. Говоря по другому если выход подогреваемой воды есть снизу ёмкости, а сгон подпитки холодной водичкой находится выше, в этом случае подача носителя тепла в змеевик делается на верхнем уровне.
Обратная конфигурация выполняется, если выход и вход холодной воды меняются местами. На практике чаще встречаются схемы с верхним выходом воды которая нагрелась.
Если взять во внимание, что бойлер косвенного нагрева относится к тепловому сантехническому оборудованию, аппарат и прилегающая к нему обвязка трубопроводами подлежат тепловой изоляции. Умно ставить систему в непосредственной близости от узла-регулятора носителя тепла системы отопления. Данный подход обеспечит меньше затрат на монтаж оборудования, а потери тепла на пути от системы для отопления к бойлеру косвенного нагрева будут существенно снижены.
Где устанавливаются змеевиковые теплообменники
Метод теплообмена зависит от того, где устанавливается змеевик:
В котле стоят змеевики с оребрением.
В котле пламя нагревает воду в змеевике, а потом она расходится по всей системе, отдавая тепловую энергию в помещение конвективным методом через радиаторы отопления. Некоторые из них также относятся к категории змеевиковых теплообменников. Например, полотенцесушители и регистры отопления из круглой или профильной трубы.
Контакт с открытым пламенем накладывает некоторые требования к эксплуатационным качествам металла, который использовался в производстве. Акцент делается на надежности и долговечности. Поэтому чаще всего используют сталь и чугун. Последний считается самым лучшим вариантом.
В бойлере и теплоаккумуляторе приоритетное значение имеет скорость теплообмена и устойчивость к коррозии. В данном случае нет ничего лучше, чем медь. Главное, чтобы она не контактировала с алюминием. Между этими металлами происходит реакция, которая приводит к химической коррозии.
Приступаем к созданию бойлера
В первую очередь нужно подготовить емкость, которая будет выступать в роли бака для воды. В принципе, подойдет любой, даже не герметичный металлический бак, изготовленный из нержавеющего материала – стальной или эмалированный. Можно даже взять пластиковый бак, но с одним условием – он должен быть изготовлен из пищевого пластика, не выделяющего вредных веществ в окружающую среду при нагреве. Если бак металлический, для работы с ним понадобится аппарат для сварки.
Эмалированные или стеклокерамические баки не слишком прочны, и довольно скоро их придется заменить, поэтому емкость из нержавеющей стали окажется предпочтительнее.
Экономичный и простой способ – взять в качестве бака газовый баллон: при помощи болгарки его нужно разрезать на две половины, очистить и покрыть грунтовкой, после чего сварить обратно в единое целое. В крайнем случае можно обойтись и без всей этой процедуры, но стоит приготовиться к тому, что вода еще долгое время будет иметь сильный запах газа.
Следующий этап создания бойлера – теплоизоляция стенок его бака. Чтобы снизить уровень обыкновенной теплоотдачи, понадобится хорошая теплоизоляция. К слову, удобнее будет сделать все это до монтажа бака. Чтобы изолировать бак, подойдет любой материал, даже монтажная пена. Стекловату или другой утеплитель можно укрепить на баке при помощи веревки, проволоки, клея. Чтобы изоляция работала, должно быть соблюдено условие – изолирующий материал должен покрывать всю поверхность емкости с водой. Есть еще один вариант улучшения теплоизоляции – бак меньшего размера установить в баке размера большего, а между ними уложить слой изолирующего материала.
Сделать змеевик можно из любой небольшой трубы, будь она пластиковая или металлическая. Затем задача усложняется – трубу нужно намотать на какой-нибудь цилиндрический объект, например, бревно или другую трубу. На концы намотанной спирали устанавливаются резьбовые фитинги. Спираль из трубы не должна быть слишком плотной, так как в процессе работы змеевик будет покрываться накипью, да и снять его будет сложно. С самого же бойлера снимать и очищать змеевик нужно, как минимум, раз в год.
После того, как все элементы водонагревателя будут готовы, наступает время собирать бойлер. В выбранном баке делается два отверстия – для входной трубы с холодной водой и для выходной, которая будет подавать нагретую воду. Возле отверстий крепятся краны. В принципе, отверстия можно делать в любом месте бака, но в практическом применении гораздо удобнее, если труба с холодной водой будет подключена снизу, а труба для подачи нагретой – с верху. В самом низу бака монтируется патрубок слива, через который можно будет полностью удалить воду из бака при необходимости, например, для чистки или ремонта.
Затем нужно вырезать отверстия для змеевика, а к стенке бака приварить штуцера из металла, имеющие резьбовое соединение, к которым и будет крепиться сам змеевик.
Обязательно проверяется герметичность этой трубки, а особенно тщательно эта процедура должна осуществляться, если в роли теплоносителя будет использоваться антифриз или другое потенциально опасное для здоровья человека вещество. Проверить герметичность можно, перекрывая одно отверстие и подавая компрессором в другое сжатый воздух. Змеевик при проверке нужно слегка намочить мыльной водой. Если герметичности нет, трубку змеевика нужно пропаять еще раз.
Для того, чтобы тепло из бака никуда не уходило, его нужно закрыть крышкой на защелках. Крышку также нужно утеплить изолирующим материалом. Вот и все!
Бойлер косвенного нагрева своими руками остается только установить и использовать!
Проект и монтаж собственноручно
Главная задача на стадии проектирования собственноручно – это выбор накопительной ёмкости, которая бы своим объёмом покрывала надобности в горячей воде.
Выбор накопительной емкости
Для большинства случаев эксплуатации системы расчёт надобности делается на 3-4 человека (средне-статистическая семья). Согласно нормативам, одна личность потребляет около 70 л/сут. Говоря иначе для семьи с усредненным доходом вполне достаточно установить бойлер объёмом 200 л. При аналогичной ёмкости необходимость удовлетворяется полностью.
Бак для нагрева холодной воды во многих случаях выбирают под вертикальную установку, но очень вероятно также вариант монтажа в горизонтальном положении. В качестве бойлерного бака разрешается использовать тару, выполненную из крепких термостойких материалов. Конечно, материал тары следует выбирать с учётом его высоких антикоррозийных показателей, потенциального температурного расширения, прочих рабочих параметров.
Подходящими материалами можно считать:
- алюминий;
- нержавеющую сталь;
- специальные полимеры.
Следует помнить: бойлеры различного типа относятся к сосудам, работающим под давлением. К тому же, что теплоноситель системы отопления может прогреваться до высокой температуры (90?С и выше). Если исходить из этих свойств бойлерных установок, следует проектировать и сооружать систему собственноручно.
На практике нередко встречаются по реальному абсурдные конструкции, тоже сделанные собственноручно, к примеру, на базе обычной молочной фляги или столовой кастрюли. Таких решений следует избегать.
Проект бойлера косвенного нагрева, исполняемого собственноручно, включает в себя ещё и расчёт трубчатого змеевика. Здесь необходимо сосчитать требуемую тепловая мощность такого устройства, чтобы по результатам расчёта определить длину трубы змеевика и её диаметр.
Расчет длины змеевика
Традиционным материалом для изготовления змеевиков бойлеров считается медь или латунь. Лучше выбирать собственно один из этих материалов, так как оба материала обладают высоким показателем теплопередачи.
Для расчёта необходимых значений на изготовление бойлерного змеевика подходит формула:
L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14
Буквенные определения здесь:
- L – длина трубки,
- Q – тепловая мощность змеевика,
- D – диаметр трубки,
- Tг – температура горячей воды,
- Tх – температура холодной воды.
Давайте разберем пример, как сосчитать длину медной трубы под спираль мощностью 20 кВт для бойлера косвенного нагрева.
Есть медная размер трубы 10 мм, приобретённая на рынке в бухте. Под бойлер взят сосуд ёмкостью 200 л. Расчётные значения температур холодной и горячей воды: 15?С и 80?С, естественно. Нужно определить размер длины медной трубы, достаточный для производства теплообменной трубчатой спирали мощностью 20 кВт. По формуле проходит следующий расчёт: 20/0,01*(80-15)*3,14. Результат расчёта: требуемая длина медной трубы как правило составит 10 метров.
Изготовление и обработка змеевика
Для изготовления змеевика бойлера косвенного нагрева ёмкостью 150-200 литров, по большей части, берётся медная или латунная трубка диаметром 10 – 20 мм. Трубка закручивается спиралью с учётом остаточного зазора в 5-7 мм между виточками.
Просвет требуется делать первоочередно (позволяется после намотки раздвигать витки), так как необходима компенсация увеличения металла. К тому же, что при аналогичном выполнении спирали достигается полный контакт воды с поверхностью медной (латунной) трубки.
В основном, медные или латунные змеевики можно отыскать уже готовые для эксплуатирования. Например, взять змеевик от какого-нибудь тех. оборудования. Но тогда необходимо будет учесть размеры имеющейся ёмкости и соответствие спирали по мощности передачи тепла.
Довольно часто выбрать в точном согласии с параметрами не удаётся. Вследствии этого, дабы не терять дорогого времени, в этом смысле выгодно выполнить трубчатый спиральный нагреватель самостоятельно.
Выполнить змеевик собственноручно без опыта тяжеловато, но такая задача реальна. Здесь основное — выполнить хорошую намотку спирали. Под намотку медной (латунной) трубки рекомендуется использовать барабан из хорошего материала. Диаметр барабана меньше диаметра в середине бойлерной ёмкости примерно на 10-15%. В конце концов, если диаметр в середине бака 500 мм, значит, значение диаметра змеевика как правило составит: (500 – 500/10) = 450 мм.
На концевых частях трубки, свитой в спираль, потребуется установить контактные фитинги с резьбой. Чтобы решить эту задачу необходимо:
- Получить ровный срез на концах трубы, отделав их труборезом.
- Надеть на концевые части трубы обжимные гайки.
- Обработать края трубы развёрткой.
- Установить фитинги и плотно подтянуть их к трубе гайками.
Совсем не нужно применять исключительно резьбовые двухсторонние фитинги. Если есть способности пайки медных труб и хороший инструмент, можно способом пайки установить односторонние фитинги с резьбой.
Также, в зависимости от материала корпуса сосуда, очень вероятно вариант пайки именно к стенкам ёмкости. Однако при самостоятельном изготовлении бойлера косвенного нагрева данный шаг не рекомендуется из-за причины сложной технологической операции.
В собранном на фитингах или спаянном виде, теплообменный элемент (змеевик бойлерный) уже можно считать готовым к установке и последующей эксплуатации. Остается подготовить место для установки именно на бойлерной ёмкости и внедрить водяной нагреватель в состав сосуда.
Подготовка бойлерной емкости
Как поместить готовую медную (латунную) спираль внутрь бойлерного бака, если ёмкость целостная? В этом случае необходимо будет бережно срезать верхнюю часть и сделать крышку, которая будет крепиться на корпусе сосуда болтами.
Места для посадки крышки и бака становятся идеальными, шлифуются, оснащаются резиновой прокладкой. Между тем внутренний монтаж (и обслуживание) видится более уютно, если на ёмкости сделать две крышки – сверху и снизу.
Как только случилась установка крышки на бойлерной ёмкости проблема с монтажом змеевика внутри бака отпадает сама собой. В настоящий момент достаточно высверлить два отверстия на корпусе сосуда, определяясь под расположение концевых частей трубы спирали. Диаметр отверстий должен соответствовать диаметру резьбовой части соединителей с запасом на 1-2 мм.
Резьбовые части соединителей пропускают в отверстия, заблаговременно установив уплотнительной прокладки. Потом с наружной стороны стены бака накручивают встречные фитинги и плотно стягивают соединение.
При аналогичном креплении нагревательная спираль вполне неуязвима, но дополнительные опоры сделать необходимо. Ход носителя тепла под давлением внутри трубы часто сопровождается появлением вибрации. Дополнительные опоры будут компенсировать недостаток.
На корпусе бойлера косвенного нагрева также нужно сделать отверстия для набора и водного слива, запрессовать в них короткие патрубки, а на патрубках установить краны запорного типа. При желании можно дополнить аппарат стрелочным термометром. Завершив монтаж всех компонентов, корпус сосуда закрывают снаружи утеплительным материалом. Здесь прекрасно подходит вата на основе минералов с верхним фольгированным покрытием.
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
Делаем бойлер своими руками
Водонагреватели с косвенным нагревом могут иметь самую различную конструкцию и конфигурацию. Главное они должны быть выполнены точно по расчетам, с использованием высококачественных материалов и в соответствии с установленной технологией обработки, для того чтобы получить изделие, способное работать в условиях высоких температур и под давлением. Процесс производства разбит на несколько важных этапов.
Подготовка бойлерной емкости
Выбирая конструкцию бака, нужно обратить внимание, как будет заводиться в корпус змеевик. Если в корпусе имеется монтажная крышка, то проблем для мастера с обвязкой теплообменника не будет.
В том случае когда емкость целостная, то потребуется выполнить крышку самостоятельно, отрезав верхнюю часть и закрепить ее на болтовом соединении по всей длине окружности с предварительной установкой резиновой прокладки. Самым удобным вариантом для монтажа считается конструкция, которая имеет две крышки — верхнюю и нижнюю.
Далее на корпусе высверливают два отверстия для концевых участков змеевика. Диаметр отверстий обязан согласоваться с диаметром резьбы фитингов плюс 1-2 мм. Фитинги пропускают в технологические отверстия, с предварительной установкой уплотнительных колец.
Дальше с наружной стороны корпуса поворачивают встречные фитинги и сильно затягивают их. Такое соединение дает устойчивость конструкции змеевика, которую дополнительно усиливают опорами внутри корпуса, чтобы предотвратить вибрацию и шум во время циркуляции теплообменника.
В корпусе емкости запрессовывают патрубки для входа/выхода нагреваемой среды и линии дренажа, на которых устанавливается запорно-предохранительная арматура. На корпусе определяют место врезки для стрелочного термометра.
Изготовление и обработка змеевика
Сделать теплообменную спираль собственными силами опытному мастеру не сложно. В данном способе главное условие — произвести высококачественную намотку.
Выполнять ее желательно из труб, обладающих хорошей теплопередачей и антикоррозионными свойствами: медь и нержавеющая сталь. Хотя последний вариант трудно согнуть и придать нужную форму.
Готовый змеевик
Преимущественной для этих целей является медная трубка, которая гнется без предварительного нагрева горелкой. Под намотку применяют барабан из нужного материала с меньшим диаметром рабочей емкости водонагревателя на 8-12%. После выполнения намотки, витки труб раздвигают между собой до 5 мм.
Изготовление и обвязка БКН
Прежде всего самостоятельно изготовленный бойлер косвенного нагрева подсоединяют к внешнему источнику нагрева: трубы центральное отопление или в самостоятельный контур котлоагрегата автономного отопления.
Изготовленную спираль помещают внутрь корпуса и обвязывают с подающим теплоносителем. До того как закрыть корпус крышкой опрессовывают греющий контур. Для этого запускают циркуляцию теплоносителя путем открытия вентиля на подаче и обратке и внимательно осматривают змеевик на предмет утечек.
Схема обвязки БКН
Далее по схеме обвязывают конструкцию с линией ГВС через запорно-регулирующую арматуру. По схеме бак связывают с подачей холодной воды, выход ГВС с внутридомовым трубопроводом горячей воды идущем на смесители и дренажной линий, для слива воды при ремонте и обслуживании. На выходе из БНС монтируется термометр и манометр, чтобы можно было контролировать параметры нагретой воды.
Если бак имеет систему автоматического регулирования и защиты, устанавливают первичные датчики по температуре и давлению для защиты БКН от высоких параметров нагрева.
Теплоизоляция
Для того чтобы уменьшить тепловые потери от БКН и обеспечить его аккумулирующими тепловыми свойствами, выполняют наружную теплоизоляцию конструкции.
Теплозащитные мероприятия, чаще всего, выполняют до того, как емкость будет собрана. В роли теплоизолятора, возможно, применять какой угодно теплозащитный материал, в том числе и обычную монтажную пену.
Теплоизолятор фиксируют с применением монтажного клея, стяжки проволокой либо иным образом. Имеет большое значение, чтобы корпус был защищен полностью, так как от качества термоизоляции будет зависеть КПД работы системы, и как долго бак сможет сохранять горячую воду.
Очень часто на практике термоизоляцию выполняют с применением второго бака большего диаметра, в который вставляется рабочая емкость, а пространство между ними заполняют утеплителем.
Преимущества и недостатки бака косвенного нагрева
Система не питается электричеством, а работает от отопительной системы. При правильной конструкции водонагреватель имеет высокую производительность при минимальных затратах. К плюсам также относят долговечности прибора за счет изолирования устройства от проточной воды. При этом в боке всегда имеется горячая вода, достаточно просто открыть кран. Бойлер может работать от котла или центрального отопления, источники можно менять.
- Переоборудования системы требует финансовых вложений;
- Прибор косвенного нагрева стоит дороже, чем газовый или электробойлер;
- Первый нагрев может занять несколько часов, от чего может страдать отопительная система;
- При больших объемах системы конструкция занимает много места.
При покупке бойлера для начала обращают внимание на его размеры. Дальше учитывают материал изготовления внутреннего бака
Именно он определяется качественности и долговечности прибора. Лучше всего, когда внутренние стенки сделаны из нержавейки.
Подготовка бойлерной емкости
Если емкость, используемая в качестве бака, цельная, то ее придется распилить, чтобы установить внутрь змеевик. С этой целью верхнюю часть спиливают и делают крышку, которая потом закрывается с помощью болтов. Места соединения крышки с баком тщательно выравниваются и шлифуются. Во избежание протеканий используют резиновую прокладку.
Подготовка емкости для бойлера
Для того, чтобы разместить в баке змеевик, достаточно одной крышки. Но поскольку конструкция во время эксплуатации будет нуждаться в периодическом обслуживании, целесообразнее сделать две крышки: одну сверху и одну снизу. Так проще будет очистить змеевик от отложений.
Когда крышка готова, остается высверлить отверстия для трубок змеевика и разместить его внутри конструкции. Отверстия выпиливают такого же диаметра, как и резьба фитингов, которые будут в них вставляться, оставляя зазор в пару миллиметров для прокладки.
После того, как отверстия просверлены, а фитинги вставлены в них и уплотнены прокладкой, с внешней стороны бака накручивают встречные фитинги и стягивают соединение.
Такой способ крепления надежно фиксирует спираль внутри бака, но для надежности следует предусмотреть дополнительные опорные элементы. Поскольку перемещение горячей воды по трубе происходит под напором, в результате часто возникают вибрации. Дополнительная фиксация змеевика точно не будет лишней.
В баке просверливаются отверстия, через которые в него будет поступать холодная вода и выходить горячая. На патрубки, отходящие от этих отверстий, устанавливают запорные краны.
Теплоизоляция
Для сведения теплопотерь к минимуму и повышения КПД бойлера необходимо выполнить его теплоизоляцию. Для этой цели используют монтажную пену, минеральную вату или просто размещают бак внутри более крупного бака, а свободное пространство между их стенками прокладывают пенопластом или другим изолирующим материалом. Снаружи емкость бака закрывают листами металла или фольгированной изоляцией для придания ему опрятного вида.
Читайте также: котел navien настройка отопления
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:
- Классический вариант мы уже рассмотрели.
- «U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
- 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.
- 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.
Расчёт основных параметров бойлера
Прежде чем приступить к поиску материала и непосредственно изготовлению, потребуется провести расчёт минимального объёма резервуара и рабочей длины теплообменника.
Объём и форма бака
Объём резервуара для воды напрямую зависит от количества жильцов, постоянно проживающих по месту установки оборудования. Считается, что в сутки человек расходует до 80 л воды. За расчётное значение рекомендуется брать 45–50 л на человека. При превышении нормы вода в баке будет застаиваться, что непременно скажется на её качестве.
Форма бака выбирается с учётом силы давления в водопроводной системе. Если давление низкое, то допускается использование самодельных бойлеров с квадратным резервуаром. При высоком давлении в системе можно использовать только оборудование со скруглённым дном и верхом.
Бойлеры с накопительным резервуаром квадратной и прямоугольной формы можно использовать только в системах водоснабжения с низким рабочим давлением
Дело в том, что повышенное давление способствует возникновению изгибающих усилий на стенках бака, поэтому резервуар квадратной или прямоугольной формы может деформироваться. Ёмкость с круглым дном более устойчива к деформациям за счёт лучшей обтекаемости.
Мощность и длина теплообменника
В вертикальных моделях косвенного нагрева в качестве теплообменника обычно используется змеевик из меди, расположенный между входным и выходным отверстием.
Змеевик для бойлера из медной трубы
Для самостоятельного изготовления лучше всего использовать медную трубу диаметром 10 мм. Такое изделие без труда гнётся руками без применения какого-либо инструмента. При использовании металлопластиковой трубы следует учитывать, что температура нагрева теплоносителя не должна быть более 90 оC, иначе труба деформируется, а стыки протекут — это приведёт к смешиванию воды в резервуаре.
Длина трубы, необходимая для изготовления змеевика, рассчитывается по формуле L = P / (3,14 ∙d ∙∆Т), где:
- L — длина трубы (м);
- d — сечение трубы (м);
- ∆Т — разность температур нагретой и холодной воды (оC);
- P — мощность теплообменника на каждые 10 л воды (кВт).
По мнению специалистов, на каждые 10 л воды должно приходиться не менее 1,5 кВт тепловой энергии. С учётом этого можно рассчитать длину трубы для изготовления змеевика.
Например, рассчитаем материал для змеевика, который будет установлен в бойлер ёмкостью 200 л. Температура холодной воды, поставляемой в ёмкость, будет равняться 15 оС, а после нагрева необходимо получить воду с температурой 80 оС: L = 1,5 ∙20 / (3,14 ∙0,01 ∙65) ≈ 15 м.
Таблица: длина медного теплообменника для бойлеров ёмкостью 50–200 литров
| Объём накопительного резервуара, л | Мощность оборудования, кВт | Длина теплообменника, м | Диаметр резервуара 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 | 0,3 | 5 |
Количество витков змеевика зависит от способа изгиба и расстояния между элементами. Обычно змеевик располагается так, чтобы расстояние между витками и стенками резервуара было не менее 10–12 см. Расстояние между витками не должно быть менее 5 см. Расчётные значения для накопительных резервуаров различного объёма можно увидеть в таблице выше.
Если бойлер косвенного типа необходимо оборудовать трубчатым электронагревателем, то мощность высчитывается исходя из того, что для быстрого нагрева 50 л воды необходим ТЭН мощностью не менее 1,5 кВт. Кроме того, любой комбинированный бойлер должен быть оборудован термостатом.
Виды самодельных бойлеров косвенного нагрева
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.
При контакте со змеевиком холодная вода в баке нагревается. Если трубы с теплоносителем разместить вдоль стен ёмкости, работать хуже накопительный бойлер не станет.
Домашние мастера постоянно придумывают новые конструкции устройства. Существует вариант, позволяющий обойтись без труб для теплоносителя. В этом случае используют две ёмкости, имеющий различный диаметр. Их вставляют друг в друга, в меньшую подают холодную воду, а теплоносителю отводится место между их стенками.
Однако использование змеевика даёт более быстрый нагрев воды, так как труба такой формы имеет большую длину, а это даёт возможность более эффективно использовать теплоноситель. Существуют и другие конструкции, но вышеописанные наиболее просто изготовить самостоятельно.
Чертежи бойлера косвенного нагрева
Народные умельцы используют различные способы изготовления интересующих нас приспособлений. Бойлер косвенного нагрева без лишних трудозатрат реально соорудить своими руками по одному из предложенных далее вариантов:
- 1. Внутрь бака устанавливаются трубы определенного диаметра. Их можно разместить в центральной части накопительного резервуара или вдоль его боковых поверхностей. Во втором случае скорость нагрева воды будет немного выше.
- 2. Монтаж змеевика. Принцип работы устройства останется тем же. Но эффективность работы агрегата увеличится. Змеевик обычно делают из трубы (металл, пластик). Ее просто потребуется изогнуть, чтобы получить спиралевидный элемент.
- 3. Использование двух (разных по геометрическим параметрам) емкостей. В данном случае трубы не нужны. Требуется в бак с большим объемом вставить емкость меньшего размера. Теплоноситель в подобной конструкции перемещается между стенками используемых баков.
Самодельный водонагреватель
Наиболее эффективными в применении признаются системы косвенного нагрева со змеевиком. Суть в том, что изогнутая труба характеризуется большой длиной. Это дает возможность использовать потенциал теплоносителя по максимуму. Кроме того, сделать самому бак со спиральным элементом проще всего. Об этом далее.
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.
Особенности бойлеров, сделанных своими руками
- Установка такого прибора экономит финансы владельца дома.
- Аппарат подключается к отопительной системе дома и должен устанавливаться рядом с отопительным котлом.
- Из такого прибора пользователь получает воду с постоянной температурой.
- Если емкость бойлера большая, нагрев воды в нем довольно длительный. Причем за время этого нагрева интенсивность обогрева помещений дома снижается.
- На трубке теплообменника постепенно откладывается накипь, поэтому 1-2 раза в год ее придется очищать механически или с помощью химических средств.
- Горячая вода из такого бойлера может поступать только в отопительный сезон. Чтобы аппарат обеспечивал воду и в летний период, в него следует встроить ТЭН.
Важные нюансы
Для хорошей работы бойлера важно количество и расположение нагревателей в емкости. Рекомендуется закреплять их один над другим, на одинаковом расстоянии друг от друга и от дна. По физическим законам теплая вода поднимается, течет к задней стенке, плавно опускается, на смену ей приходит еще более горячий поток.
Постоянное движение помогает поддерживать температуру и равномерно нагревать весь объем.
Количество ТЭНов
Число нагревательных элементов в бойлере зависит от их мощности и от желаемой производительности устройства. Стандартное значение для бытовых нагревателей — 2 кВт. Используют 3 таких элемента (суммарно 6 кВт) для нагрева воды объемом 300 л до 100° за 3 часа. Исходя из этого, можно посчитать, сколько нужно ТЭНов для самодельного водонагревателя. Чем их больше, тем быстрее устройство справляется с задачей.
Если вы собираетесь расходовать горячую воду в больших количествах, то лучше делать модель с двумя ТЭНами.
Объем бака
По статистике житель квартиры использует 100-400 л воды каждый день. При изготовлении бойлера нужно учитывать количество человек, которые будут им пользоваться, и частоту использования. Минимальная вместимость емкости — 30 л. Нужно помнить, чем больше водонагреватель, тем дольше он греется.
Прочие детали
При изготовлении устройства и его эксплуатации следует подумать о безопасности. Полезные советы:
- Если вода в котле циркулирует естественным образом, нужно поставить датчик температуры, который при перегреве отключит ТЭН.
- Безопаснее подключать прибор не к розетке, а к отдельной линии с кабелем увеличенного сечения.
- Открытые провода требуется изолировать и сделать заземление всей конструкции.
- Минимальное расстояние от устройства до потолка — 30 см, а до пола — 80 см.
- Если подключение происходит к системе центрального водоснабжения, необходимо поставить предохранительный клапан, который снижает давление.
Бойлер косвенного нагрева плюсы и минусы
К плюсам использования бойлера косвенного нагрева в системе ГВС частного дома можно отнести:
- Комфорт в использовании. ГВС как в квартире;
- Быстрый нагрев воды (за счёт того, что используются все 10-24 или еще больше кВт энергии котла);
- Отсутствие накипи в системе. Т.к. нагрев производится через теплообменник, и его температура не превышает температуру кипения воды. Конечно полностью проблема не решается, но значительно снижается её образование. Также накопительные водонагреватели могут быть укомплектованы анодами из различного материала (алюминий, магний, титан). Что тоже способствует стойкости к коррозии самого бака и препятствует образованию накипи.
- Возможность организовать систему рециркуляции воды. Повесить полотенцесушители. Не нужно ждать и сливать большое количество воды пока потечет горячая. На двухконтурном котле так не сделаешь.
- Возможность получить большой объем горячей воды, которого хватит на все нужды одновременно.При двухконтурном котле поток горячей воды ограничен возможностью котла — его мощностью. Не получится одновременно мыть посуду и другому пользоваться душем. Также будут явные перепады температуры.
Как и всегда есть минусы:
- Естественно стоимость по соотношению с двухконтурным котлом больше;
- Место занимает прилично;
- Дополнительные заморочки по подключению и настройке системы;
- С системой рециркуляции дополнительные расходы (более быстрое остывание системы, работа насоса и пр.) что повлечет увеличение ДС в оплате за энергоносители (газ, электроэнергия);
- Необходимо регулярно обслуживать систему.
Закон что дышло, куда повернут туда и вышло
Конструкция на Ютуб не является противозаконной, но не отличается большим удобством. Еще меньше шансов правильно ее настроить на использование. Вот пара советов, которые помогут это как-то сделать:
Радиатор на видео напоминает нечто из капота авто. Недосуг было разбираться, что именно это такое, но смысл в том, что понадобится не просто змеевик, а вот именно такая рифленая поверхность. Это значительно увеличит КПД устройства, от которого зависит в конечном итоге и эффективность, и плата за газ (при наличии счетчика).
Этот прибор является газовым водонагревателем проточного типа, который должен выдавать порядка 4-х литров теплой воды в минуту. Несложно посчитать, какая мощность у него должна быть для этого:
N = A / t = (4200 х 4 (45 — 8)) / 60 = 10,36 кВт, это достижимая для заводского газового водонагревателя мощность. Получится ли сделать соответствующий теплообменник дома, можно узнать, только попробовав.
Само устройство представляет собой змеевик, который одним концом подключен к холодному стояку, а другим к душевой насадке или смесителю. Поток регулируется вентилем. В этом смысле придется использовать старый чугунный кран на входе или бронзовый на выходе змеевика. Радиатор кладется на решетку варочной панели и нагревается одной или двумя конфорками. Понятно, что шланг должен быть жаростойким, в противном случае возможны различные неприятные последствия.
За работой прибора должен наблюдать взрослый и в случае опасности перекрыть подачу голубого топлива, пока кто-либо моется или занимается посудой. Газовая колонка или электрический водонагреватель с этой точки зрения гораздо безопаснее. Хотелось бы еще добавить, что даже покупное оборудование нуждается в настройке, это значит, что потребуется вмешательство квалифицированного мастера. Иногда замене подлежит комплект жиклеров (форсунок), в других случаях ставится редуктор в тракт подачи газа. В последнем случае система напоминает традиционное питание пропаном-бутаном