Бойлер косвенного нагрева своими руками

Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками

Здесь вы узнаете:

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

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

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

Как устроен бойлер косвенного нагрева

По сути, аппарат представляет собой обычный теплообменник.

Правда теплообменники традиционно строят по принципу «труба в трубе», а в данном случае элементами теплового обмена являются сосуд и трубчатый змеевик. Накопительный сосуд исполняет роль наружной «трубы», внутри которой размещается «труба» внутренняя или змеевик.

Подготовка санитарной воды в бойлере косвенного нагрева производится без прямого использования электроэнергии, газа, твердого или жидкого топлива. Воду для гигиенических процедур в бойлере косвенного нагрева производит теплоноситель, подогреваемый котлом.Бойлер подключают к системе отопления. Внутри него по змеевику, трубам или пространству между двумя баками проходит теплоноситель прежде чем дальше попасть в приборы отопления. Чаще всего бойлеры косвенного нагрева оборудуют теплообменниками в виде змеевиков. Особенно характерно это решение для самодельных конструкций. Змеевик, по которому протекает теплоноситель, просто устанавливают внутри емкости.

Нагретая им вода для бытовых нужд постоянно находится в этом виде накопительного водонагревателя. В качестве корпуса для изготовления самодельного бойлера подойдет любая герметичная емкость, бак, опустошенный газовый баллон, обычный бойлер. Сложность заключается вовсе не в изготовлении, а в подключении бойлера косвенного нагрева. Для его нормальной работы требуется циркуляционный насос, обратный клапан, мембранный бак для расширяющейся при нагреве жидкости

В установке собственной группы безопасности нет необходимости. Избыток давления устранит общий для отопления предохранительный клапан. А вот воздухоотводчик совсем не помешает, потому что внутри отдельной от системы емкости будет закипать вода.

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

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

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

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

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

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

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

Достоинства и недостатки оборудования косвенного нагрева

Среди преимуществ бойлера косвенного типа можно выделить:

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

К существенным недостаткам оборудования можно отнести:

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

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

Общие правила изготовления бойлеров косвенного нагрева

Обязательно наличие теплоизолирующей оболочки. Иначе нагретая вода будет стремительно охлаждаться через внешние стенки. Оптимальный вариант — установка рабочей емкости в более крупную бочку, и задувание промежутка между стен строительной пеной.
Можно укутать емкость строительными теплоизоляционными материалами, правда это выглядит не так эстетично (зато недорого). Если бойлер расположен в помещении котельной, можно сэкономить.
Внутренняя труба (если применяется схема со змеевиком) должна быть коррозийно устойчивой. После сборки конструкции доступ для обслуживания будет затруднен.
При использовании электрохимических пар (например, алюминиевый бак + медная трубка) фланцы подключения должны быть изолированы нейтральными прокладками.
Желательно устраивать в стенке наружного бака ревизионное окошко, через которое проводится чистка или обслуживание.

Схема устройства самодельного бойлера

Стандартная схема устройства водогрейного прибора в виде бойлера, может иметь существенные отличия в зависимости от вида и конструктивных особенностей. Приборы косвенного нагрева не способны самостоятельно производить тепловую энергию, но могут быть снабжены встроенными ТЭНами, посредством которых эффективно поддерживается температурный режим воды в заранее заданных пределах.

Схема устройства предполагает наличие в конструкции основных составляющих, представленных:

накопительным резервуаром;
наружным корпусом;
теплоизоляцией;
тепловым обменником;
местом для подсоединения дополнительного нагревательного элемента;
ревизионным отверстием;
входным отверстием для холодной воды;
входом и выходом для теплового носителя;
местом подключения термометра;
рециркуляционной линией;
выходом для горячей воды;
магниевым анодом.

Внутри утепленного резервуара встроен нагревательный элемент с подведенным тепловым носителем. Холодная вода поступает через нижнюю часть резервуара, а отбор горячего водоснабжения осуществляется из верхней части.

Водогрейное оборудование такого типа оснащается защитным магниевым анодом. Самые современные и дорогостоящие модели снабжаются парой дублирующих змеевиков. Поддержание температурного режима обеспечивается ТЭНом с термостатом, встраиваемым в верхней части резервуара.

Схема нагрева двух типов бойлеров

Также выпускаются бойлеры с косвенным типом нагрева, полностью лишенные змеевика. Такая особая конструкция носит название «резервуар в баке», что обуславливается наличием внутри одного бака второго резервуара. Нагрев воды в таких водогрейных приборах происходит внутри резервуара, а перемещение теплового носителя осуществляется между стенками.

Заводские модели бойлеров с нагревом косвенного типа и циркуляционным патрубком оснащаются обязательными элементами, представленными магниевым анодом и группой безопасности, а также температурным датчиком.

Какие понадобятся материалы

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Изготовление бойлера своими руками

Вследствие довольно-таки несложного принципа работы такое устройство можно сделать самостоятельно. Теперь рассмотрим, как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками.

Вся работа по изготовлению водонагревателя состоит из сборки составных частей конструкции:

В качестве емкости бойлера используется бак. Его объем зависит от потребностей хозяев дома в горячей воде и рассчитывается из количества 50–70 литров на каждого человека ежедневно. Ориентировочно на семью из 4-х человек подойдет 200-литровый бойлер.

Для нагревательного устройства бак должен быть изготовлен из нержавеющей стали, сплавов алюминия или другого материала, стойкого к коррозии. Как альтернатива – газовый баллон, но его стенки предварительно необходимо очистить и прогрунтовать. Без этого действия горячая вода будет иметь запах газа.

В баке проделывают 5 отверстий: 2 сбоку для монтажа змеевика, одно внизу для входной трубы, одно вверху для отбора воды и одно внизу для сливного крана. Для использования бойлера вне отопительного сезона следует предусмотреть установку ТЭНа. Для него также высверливается нижнее отверстие. К проделанным отверстиям крепятся запорные элементы или шаровые краны.

Змеевик

Для этого элемента подходит медная или латунная трубка, диаметр и длина которой зависят от объема бака. В среднем на каждые 10 литров рассчитывается 1,5 кВт тепловой мощности змеевидной трубки. Можно использовать трубку из металлопластика или другого металла с хорошей теплоотдачей.

Трубка накручивается по спирали на цилиндрическую оправку. Для этого можно взять бревно или трубу большого диаметра.

При намотке змеевика важно следить за витками:

в целях наилучшего контакта греющей поверхности трубки с нагреваемой водой витки не должны соприкасаться друг с другом;
не стоит делать навивку с чрезмерным усилием, тогда снять змеевик с оправки будет непросто.
Количество витков на змеевике рассчитывается от объема и высоты бака.

Теплоизоляция

Снаружи бак необходимо покрыть слоем изоляции. Он необходим для увеличения КПД и снижения тепловых потерь. Для утепления емкости подойдет монтажная пена, минеральная вата или любой другой теплоизоляционный материал, который крепится к основе проволокой, клеем или полосовыми стяжками. Для аккуратного внешнего вида корпус бака лучше покрыть тонким листовым металлом или фольгированным утеплителем.

Утеплить бак можно также при помощи другой емкости большего диаметра. Для этого сделанный бойлер своими руками вставляется в большой бак, а простенок по принципу термоса заполняется утепляющим материалом или пенопластом.

ТЭН для комбинированного БКН

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

Расчетными считаются следующие значения:

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

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

Монтаж

Сборка бойлера, изготовленного своими руками, осуществляется после подготовки всех составных частей:

змеевик по центру или вдоль стенок монтируется внутри бака, к его входной и выходной трубе припаиваются патрубки;
для вертикально стоящего бойлера ко дну привариваются опоры, для навесного устройства – петли «ушки»;
устанавливается ТЭН;
бойлер плотно закрывается крышкой;
подключение змеевика по схеме изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками к контуру отопительной системы;
подсоединение входной/выходной трубы для воды;
разводка трубы в кухню или в ванную в точке водоразбора.

Преимущества самодельных нагревателей

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

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

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

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

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

Инструкция по подключению и запуску системы

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

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

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

Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками: инструкция и советы по изготовлению

Наличие водопровода с горячей водой – это часть привычного комфорта для современного жилища. Однако не всегда удаётся решить задачу подвода централизованных коммуникаций к загородной недвижимости.

Поэтому владельцы частных домовладений устраивают автономное снабжение горячей водой, используя в качестве источника нагрева отопительный контур. Для решения задачи потребуется всего лишь соорудить бойлер косвенного нагрева своими руками.

Мы расскажем, как сделать полезный в быту прибор. В статье подробно описаны правила установки и подключения оборудования, поставляющего санитарную воду в точки разбора воды. Вы узнаете, как подготовить бойлер к запуску и как ввести его в эксплуатацию.

Устройство бойлера косвенного нагрева

По сути, аппарат представляет собой обычный теплообменник.

С примером изготовления простейшего бойлера косвенного нагрева ознакомит следующая фото-подборка:

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.

Выбор накопительной емкости

Для большинства случаев эксплуатации системы расчёт потребности делается на 3-4 человека (среднестатистическая семья). Согласно нормативам, одна персона потребляет около 70 л/сут. То есть, для среднестатистической семьи вполне достаточно установить бойлер косвенного нагрева объёмом 200 л. При такой ёмкости потребность удовлетворяется полностью.

Бак для нагрева холодной воды обычно выбирают под вертикальную установку, но не исключается также вариант монтажа в горизонтальном положении. В качестве бойлерного бака допустимо использовать тару, выполненную из прочных термостойких материалов.

Конечно же, материал тары следует выбирать с учётом его высоких антикоррозийных свойств, допустимого температурного расширения, прочих эксплуатационных характеристик.

Подходящими материалами можно считать:

алюминий;
нержавеющую сталь;
специальные полимеры.

Следует помнить: бойлеры любого типа относятся к сосудам, работающим под давлением. К тому же теплоноситель системы отопления может нагреваться до высокой температуры (90ºС и выше). Исходя из этих свойств бойлерных установок, следует проектировать и строить систему своими руками.

На практике нередко встречаются реально абсурдные конструкции, тоже сделанные своими руками, к примеру, на базе обычной молочной фляги или столовой кастрюли. Таких решений следует избегать.

Проект бойлера косвенного нагрева, исполняемого своими руками, включает в себя ещё и расчёт трубчатого змеевика. Здесь необходимо рассчитать требуемую тепловую мощность этого устройства, чтобы по результатам расчёта определить длину трубы змеевика и её диаметр.

Расчет длины змеевика

Традиционным материалом для изготовления змеевиков бойлеров является медь или латунь. Рекомендуется выбирать именно один из этих материалов, так как оба материала обладают высоким коэффициентом теплопередачи.

Для расчёта необходимых значений на изготовление бойлерного змеевика подойдёт формула:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

Буквенные обозначения здесь:

L – длина трубки,
Q – тепловая мощность змеевика,
D – диаметр трубки,
Tг – температура горячей воды,
Tх – температура холодной воды.

Давайте разберем пример, как рассчитать длину медной трубы под спираль мощностью 20 кВт для бойлера косвенного нагрева.

Есть медная труба диаметром 10 мм, приобретённая на рынке в бухте. Под бойлер взят сосуд ёмкостью 200 л. Расчётные значения температур холодной и горячей воды: 15ºС и 80ºС, соответственно.

Требуется определить размер длины медной трубы, достаточный для производства теплообменной трубчатой спирали мощностью 20 кВт. По формуле проводится следующий расчёт: 20/0,01*(80-15)*3,14. Результат расчёта: требуемая длина медной трубы составит 10 метров.

Изготовление и обработка змеевика

Для изготовления змеевика бойлера косвенного нагрева ёмкостью 150-200 литров, как правило, берётся медная или латунная трубка диаметром 10 – 20 мм. Трубка закручивается спиралью с учётом остаточного зазора в 5-7 мм между витками.

Зазор требуется делать обязательно (допускается после намотки раздвигать витки), так как необходима компенсация расширения металла. К тому же при таком исполнении спирали достигается полный контакт воды с поверхностью медной (латунной) трубки.

В принципе, медные или латунные змеевики можно отыскать уже готовые для эксплуатации. Например, взять змеевик от какого-нибудь технологического оборудования. Но тогда придётся учесть размеры имеющейся ёмкости и соответствие спирали по мощности теплообмена.

Зачастую выполнить подбор в точном соответствии с параметрами не удаётся. Поэтому дабы не терять драгоценного времени в этом смысле выгоднее изготовить трубчатый спиральный нагреватель самостоятельно.

Изготовить змеевик своими руками без опыта сложно, но такая задача выполнима. Здесь главное – выполнить качественную намотку спирали. Под намотку медной (латунной) трубки рекомендуется использовать барабан из подходящего материала.

Диаметр барабана меньше внутреннего диаметра бойлерной ёмкости примерно на 10-15%. В итоге, если внутренний диаметр бака 500 мм, значит, значение диаметра змеевика составит: (500 – 500/10) = 450 мм.

На концевых частях трубки, свитой в спираль, потребуется смонтировать контактные резьбовые фитинги. Для решения этой задачи необходимо:

Получить ровный срез на концах трубы, обработав их труборезом.
Надеть на концевые части трубы обжимные гайки.
Обработать края трубы развёрткой.
Установить фитинги и плотно подтянуть их к трубе гайками.

Не обязательно применять исключительно резьбовые двухсторонние фитинги. Если есть навыки пайки медных труб и соответствующий инструмент, можно методом пайки установить односторонние резьбовые фитинги.

Также в зависимости от материала корпуса сосуда, не исключается вариант пайки непосредственно к стенкам ёмкости. Однако при самостоятельном изготовлении бойлера косвенного нагрева этот шаг не рекомендуется по причине сложной технологической операции.

В собранном на фитингах или спаянном виде, теплообменный элемент (змеевик бойлерный) уже можно считать готовым к установке и последующей эксплуатации. Останется подготовить место для монтажа непосредственно на бойлерной ёмкости и внедрить водяной нагреватель в состав сосуда.

Подготовка бойлерной емкости

Как поместить готовую медную (латунную) спираль внутрь бойлерного бака, если ёмкость цельная? В этом случае придётся аккуратно срезать верхнюю часть и сделать крышку, которая будет крепиться на корпусе сосуда болтами.

Посадочные места крышки и бака выравниваются, шлифуются, оснащаются резиновой прокладкой. Между тем внутренний монтаж (и обслуживание) видится более удобным, если на ёмкости сделать две крышки – сверху и снизу.

После установки крышки на бойлерной ёмкости проблема с монтажом змеевика внутри бака отпадает сама собой. Теперь достаточно высверлить два отверстия на корпусе сосуда, ориентируясь под расположение концевых частей трубы спирали. Диаметр отверстий должен соответствовать диаметру резьбовой части фитингов с запасом на 1-2 мм.

Резьбовые части фитингов пропускают в отверстия, предварительно установив уплотнительные прокладки. Затем с наружной стороны стенки бака накручивают встречные фитинги и плотно стягивают соединение.

При таком креплении нагревательная спираль вполне устойчива, но дополнительные опоры сделать необходимо. Ход теплоносителя под давлением внутри трубы часто сопровождается появлением вибраций. Дополнительные опоры будут компенсировать дефект.

На корпусе бойлера косвенного нагрева также нужно сделать отверстия для набора и слива воды, запрессовать в них короткие патрубки, а на патрубках смонтировать запорные краны. При желании можно дополнить аппарат стрелочным термометром.

Завершив монтаж всех компонентов, корпус сосуда закрывают снаружи утепляющим материалом. Здесь удачно подойдёт минеральная вата с верхним фольгированным покрытием.

Инструкция по подключению и запуску системы

Первым делом самодельный домашний бойлер косвенного нагрева нужно подключить к магистрали отопления. Там, где применяется автономная отопительная система, бойлер включают в сеть домашнего котла.

Механическое подключение производится при открытой крышке на бойлерной ёмкости. После подключения нужно приоткрыть запорный кран, связывающий с обратной линией теплоносителя, и убедиться в отсутствии протечек как с внешней стороны устройства, так и внутри.

Если протечек не обнаружено, открывают линию подачи теплоносителя. Необходимо выждать некоторое время, чтобы змеевик прогрелся до температуры системы отопления. В режиме полного нагрева ещё раз внимательно проверить змеевик и все точки соединений на возможные утечки.

Если проверка показала целостность системы, закрывают крышку сосуда и подключают линии подачи-разбора нагреваемой воды. Тестируют систему в режиме реального теплообмена.

Выводы и полезное видео по теме

Бывший в употреблении газовый баллон часто используют для изготовления самодельных устройств. Представляем видеоролик о том, как из корпус баллона сделать БКН.

Здесь описан всего лишь один вариант из всех возможных, которые существуют и удачно применяются. Нужно отметить, что вариантов самостоятельных конструкций бойлеров косвенного нагрева имеется немало.

К примеру, вместо цилиндрической накопительной ёмкости используются прямоугольные сосуды. Намотку спирали змеевика делают не однослойной, а многослойной. Дополняют водяной нагреватель электрическим тэном. Конструкторские замыслы не имеют границ.

Хотите поделиться собственным опытом в изготовлении бойлера косвенного нагрева или полезными сведениями по теме? Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Здесь же задавайте вопросы, высказывайте мнение и размещайте фото.

Делаем бойлер косвенного нагрева своими руками

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:

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.

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

Бойлер косвенного нагрева своими руками — просто и экономно

Проблема горячей воды становится актуальной там, где отсутствует централизованное горячее водоснабжение: в дачных, частных городских и загородных домах. Сегодня установка готового приспособления для нагрева воды до необходимых температур требует серьезных капиталовложений. Альтернативным способом подачи горячей воды является бойлер косвенного нагрева, который можно изготовить самостоятельно. Его преимущество в том, что горячее водоснабжение жилых помещений осуществляется в экономном режиме и при минимальных финансовых затратах.

Особенности и схема изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками

По внешнему виду бойлер косвенного нагрева – это крупная накопительная емкость, независящая от источников энергии (газа, электричества и др.). Внутри бака, изготовленного из устойчивого к коррозии материала, установлена спиралеобразная трубка, по которой циркулирует теплоноситель. Холодная вода в бак подается через входную трубку, как правило, расположенную внизу. Нагрев воды в бойлере происходит равномерно за счет перемещающегося теплоносителя отопительной системы. Выходная трубка для горячей воды устанавливается вверху. Для удобства пользования трубы оснащаются шаровыми кранами. Снаружи бак покрывается слоем теплоизоляции.

Чертеж изготовления бойлера косвенного нагрева объемом 100 литров показан ниже:

Принципиальная схема работы бойлера:

Отопительная вода из котла поступает в емкость водонагревателя, где, проходя по спиральной трубке, на выходе преобразуется в холодную. Возвратная охлажденная вода поступает обратно в котел.

Преимущества и недостатки бойлера косвенного нагрева

Плюсы использования бойлера, сделанного своими руками:

подключение к центральной системе отопления;
установка вблизи отопительного котла;
незначительные затраты на монтаж контура;
существенное сокращение расхода энергоресурсов;
обеспечение водой постоянной температуры.

К минусам стоит отнести следующее:

для установки бойлера требуется большая площадь или отдельное помещение;
для нагрева большого объема воды необходимо продолжительное время, при этом обогрев помещений будет осуществляться с меньшей интенсивностью;
быстрое образование отложений на змеевидной трубке, требующее очищения химическим или механическим способом два раза в год.

Этот вариант получения горячей воды подходит в период отопительного сезона. В другое время роль теплоносителя может выполнять встроенный в бак бойлера электрический ТЭН.

Тогда подогрев воды будет осуществляться при помощи электроэнергии. В этом случае включать бойлер можно в ночное время, когда действуют ночные, низкие тарифы или по мере необходимости.