Вариации водонагревательного оборудования
Водонагреватели различают по следующим группам:
Есть котлы со встроенным водонагревателем. В них монтируется медная трубка, которая представляет собой спираль.
Самодельный водонагреватель при профессиональной сборке может прослужить 5 лет и более. При этом его цена на порядок ниже купленного в магазине. Потребляемые расходы электричества на работу самодельных водонагревателей минимальные, а время нагрева соизмеримо с заводским аналогом. Электрический водонагреватель создать собственноручно вполне реалистичная идея. Подобные самоделки можно применять как в загородных домах, так и в жилых квартирах.
Особенности эксплуатации косвенного бойлера
Для правильного функционирования бойлер должен быть установлен на ровную монолитную поверхность. При монтаже настенного бойлера используются соответствующие крепёжные элементы, рассчитанные на вес заполненного водой устройства.
Бак ёмкостью до 100 л крепится на дюбель-гвозди длиной 100 мм, а для оборудования ёмкостью 150–200 л нужно использовать крепежи длиной до 150 мм. Бойлер желательно вешать на стены из бетона или кирпича.
На магистрали, подающей холодную воду, перед бойлером должен быть установлен обратный клапан, который будет предотвращать попадание горячей воды в холодный контур.
Подключение бойлера косвенного нагрева в систему производится через обратный клапан
Главная проблема при эксплуатации бойлеров косвенного типа — это образование накипи внутри накопительного резервуара и теплообменника при нагреве воды свыше 80 оС. Поэтому при умеренном расходе горячей воды (мытье посуды) целесообразно снижать температуру до комфортных 40–50 оС. Это позволит значительным образом продлить срок эксплуатации оборудования.
Чистка и ремонт бойлера
При частом использовании бойлера чистку бака необходимо проводить раз в год. Для этого в резервуар закачивается концентрированный раствор лимонной или уксусной кислоты и нагревается до температуры 80–90 оС. Через 20–30 минут жидкость сливается. Если в системе отопления используется теплоноситель в виде обычной воды, то в целях профилактики выполняется чистка теплообменника по аналогичной схеме.
При появлении течи в местах соединения труб необходимо разобрать проблемный участок и выполнить монтаж заново с применением большего количества уплотнителя. Вместо сантехнического льна следует использовать более современные материалы, например, ленту ФУМ или сантехническую нить.
Порядок самостоятельного изготовления бойлера
При самостоятельном изготовлении бойлера косвенного нагрева потребуется:
- приготовить подходящую емкость;
- изготовить змеевик;
- провести работы по теплоизоляции;
- собрать устройство;
- присоединить змеевик к системе отопления дома;
- организовать подачу холодной воды;
- соорудить кран для теплой воды.
Этап первый — подготовка емкости. В качестве емкости для теплой воды подойдет бак из любого материала устойчивого к коррозии — нержавейки, пластика, эмалированного металла. При работе с емкостями из металла может понадобиться сварочный аппарат. Емкости, имеющие покрытие из эмали или стеклокерамики не отличаются особой устойчивостью к коррозии и весьма быстро приходят в негодность. Гораздо долговечнее и надежнее баки из нержавеющей стали.
В качестве подходящей емкости можно использовать газовый баллон. Необходимо разрезать его пополам, после чего тщательно почистить и прогрунтовать станки баллона изнутри. В противном случае вода из готового бойлера может пахнуть газом в течение нескольких недель.
Этап второй — теплоизоляция. Для уменьшения естественных теплопотерь поверх бойлера нужно обязательно уложить слой хорошей теплоизоляции. Работы по теплоизоляции удобнее выполнять до сбора конструкции. Для утепления можно применять любой подходящий материал, например, обыкновенную монтажную пену. Закрепляется утеплитель при помощи поволоки, клея или любым другим методом. Утеплитель должен полностью покрывать бойлер, так как от качества теплоизоляции зависит КПД работы устройства. Можно для сохранения тепла использовать бак большого размера. Бойлер вставляется в большой бак и пространство между стенками емкостей заполняется утепляющим материалом.
Этап третий — змеевик. Изготовить змеевик можно из пластиковой либо металлической трубы небольшого диаметра. Труба аккуратно наматывается на цилиндрическую оправу, для которой можно применить более прочную трубу с большим диаметром, оцилиндрованное бревно или что-нибудь подобное.
Поместить змеевик можно как по центру емкости, так и вдоль стенок. Количество витков и диаметр змеевика выбирается в зависимости от конфигурации и размера бака. Не следует наматывать змеевик слишком плотно, иначе его трудно будет снимать. При эксплуатации нагревательный элемент может покрываться накипью и прочими отложениями. Хотя бы раз в год змеевик следует чистить от отложений.
Этап четвертый — сборка бойлера. После подготовки всех элементов нужно собрать бойлер. При случайном повреждении теплоизоляции следует ее восстановить. Змеевик подключается к отопительной системе дома, после чего монтируются трубы для подачи холодной воды. Для горячей воды устанавливается кран. Можно сразу установить разводку для кухни, ванной и в местах необходимости.
Для удобства использования можно закрепить бойлер на стене при помощи кронштейнов. Из стального уголка изготавливаются специальные удерживающие «ушки», которые привариваются к металлическому баку. Бойлер закрепляется в удобном месте и можно им пользоваться.
Изготовление змеевика
Для самостоятельного изготовления круглого стального змеевика применяется трубогиб, однако если потребуется готовится квадратный Трубчатый нагревательный элемент, все части которого показаны соединяемыми электрической сваркой, частями нержавеющей стальные трубы.
Уровень мощности нагрева рассчитывается естественно с формулой: Q = К х А х dT, где показатели показаны:
- К — показателем теплопередачи;
- А — площадью общей поверхности Нагревательного элемента;
- dT — температурной разностью носителя тепла и греющейся воды.
Размещение змеевика может делаться, как в самом центре резервуара, так и вдоль его стенок.
Конфигурация и размеры резервуара влияют на общее кол-во витков, и вдобавок диаметр Нагревательного элемента.
Монтаж змеевика и ТЭНа
Далее приступаем к изготовлению змеевика – мы рекомендуем выбрать медную трубку, так как медь легко гнется и неплохо противостоит коррозии. Рекомендуемый диаметр трубки – 10-20 мм. Для расчета длины будем использовать специальную формулу l=P/π*d*Δt, где l – это длина трубки, P – тепловая мощность змеевика, d – диаметр трубки в метрах, Δt – разность температур. Тепловая мощность должна составлять 1,5 кВт на 10 литров воды. Разница температур высчитывается путем вычитания температуры подающейся воды из температуры теплоносителя.
Попробуем посчитать на примере, в котором у нас будет медная трубка диаметром 0,01 м и бак на 100 литров. Требуемая тепловая мощность змеевика составляет 15 кВт, температура воды на входе +10 градусов, температура теплоносителя +90 градусов. Воспользовавшись вышеуказанной формулой мы узнаем, что длина змеевика должна составляет примерно 6 метров.
Обмотайте медную трубку вокруг пластиковой трубы. От количества витков получившейся спирали будет зависеть скорость нагрева воды в баке.
Для изготовления змеевика наматываем медную трубку на какое-либо основание, например, на пластиковую канализационную трубу. Намотка с усилием не нужна, иначе снять змеевик с основания будет проблематично. В заключение припаиваем к змеевику фитинги – с их помощью подключаемся в штуцерам внутри бака. На этом работа со змеевиком завершена, а нам остается лишь установить в нижней части нашего самодельного бойлера ТЭН, врезав его удобным способом.
Комбинированные водонагреватели косвенного нагрева устроены так, что ТЭНы располагаются в нижней части, откуда нагретая вода сможет подниматься вверх, понемногу перемешиваясь. Что касается змеевика, то его желательно немного развернуть и установить так, чтобы вода грелась по всему объему – так будет обеспечен более быстрый нагрев.
Схемы и правила подключения БКН
Схема подключения и особенности монтажа бойлера косвенного нагрева зависят от класса прибора и системы отопления в доме. Необходимо правильно выбрать место установки, ориентируясь на расположение котла, врезку насосов и уже имеющуюся разводку. Попробуем разобраться, что необходимо учесть при монтаже нагревательного оборудования.
Вариант #1 – обвязка с трехходовым клапаном
Это одна из наиболее популярных схем, так как при ее применении происходит параллельное подключение отопительной системы и БКН, оснащенное запорной арматурой. Бойлер необходимо установить около котла, на подачу врезать циркуляционный насос, затем трехходовой клапан.
Данная схема успешно применяется, если используется несколько обогревательных приборов, например, два разных котла.
Трехходовой клапан – это своеобразный переключатель, который управляется термореле. При понижении температуры срабатывает автоматика, и поток теплоносителя с обогревательного контура перенаправляется в БКН
По сути, это система с приоритетом, которая обеспечивает быстрый нагрев воды в бойлере при полном отключении радиаторов на некоторое время. Как только температура повышается до заданного значения, вновь срабатывает трехходовой клапан и возвращает теплоноситель в прежнее русло – в отопительную систему. Этот способ обвязки пригодится тем, кто использует бойлер в постоянном режиме
Вариант #2 – схема с двумя циркуляционными насосами
Если бойлер применяют редко (например, сезонно или по выходным) или появилась необходимость в воде, температура которой ниже, чем в системе обогрева, применяют схему с двумя Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости циркуляционными насосами. Первый устанавливают на трубе подачи, непосредственно перед БКН, второй – на контуре отопления.
Циркуляционный насос запитан через термореле, поэтому начинает действовать только при снижении температуры ниже требуемой. Ускорение нагрева происходит вместе с включением принудительной циркуляции
Трехходовой клапан в данной схеме отсутствует, обвязка оборудована с применением простых соединительных тройников.
Вариант #3 – обвязка с гидравлической стрелкой
Это подключение используют для объемных бойлеров (200 л и более) и разветвленных отопительных систем с множеством дополнительных контуров. Примером может служить система отопления в двухэтажном доме, где кроме многоконтурной радиаторной сети используются теплые полы.
Гидравлический распределитель (гидрострелка) необходим, чтобы упростить схему отопительной системы и избежать монтажа рециркуляционных насосов на каждую отопительную ветку
Оборудование гидрострелки позволяет избежать теплового удара, так как давление воды в каждом контуре будет одинаковым. Самостоятельно сделать обвязку по данной схеме довольно сложно, поэтому лучше обратиться к профессиональным монтажникам.
Вариант #4 – использование рециркуляции теплоносителя
Рециркуляция полезна, когда присутствует контур, нуждающийся в постоянной подаче горячей воды – например, полотенцесушитель. Если его подключить к системе отопления, теплоноситель будет постоянно циркулировать, а сушилка функционировать и одновременно служить отопительным прибором.
Применение рециркуляции обладает одним большим преимуществом – не нужно ждать, когда вода нагреется до нужной температуры, она всегда будет горячей
Но у этой схемы есть и недостатки. Главный – это увеличение расходов на топливо, потому что требуется постоянный прогрев охлаждаемой в контуре воды. Второй минус – смешивание воды в бойлере. Обычно горячая вода находится в верхней части, и оттуда поступает к точкам водоразбора, здесь же она перемешивается с холодной, вследствие чего на выходе температура немного ниже.
Существуют модели бойлеров со встроенной рециркуляцией, то есть с готовыми патрубками для подключения полотенцесушителя. Но дешевле приобрести обычный бак, применив для подключения тройники.
Вариант #5 – система с энергонезависимым котлом
Отличительная особенность данной схемы – установка бойлера на более высоком уровне, чем котел и отопительные приборы. Предпочтение отдается настенным моделям, которые можно подвесить на высоте 1 м над полом.
Напольные модели конкретно в рамках данной схемы уступают настенным скоростью и качеством нагрева. Температура воды значительно ниже (примерно как в обратном трубопроводе), следовательно, и запас горячей воды меньше
Энергонезависимый тип отопления строится на применении законов гравитации, следовательно, теплоноситель будет циркулировать и при отключении электричества. В обычном режиме можно подключит циркуляционные насосы.
Порядок изготовления бойлера
Чтобы сделать самодельный накопительный бойлер для нагрева воды понадобиться:
- Устанавливаем емкость, которая предоставит нужный объем горячего водоснабжения.
- Помещаем изготовленный змеевик своими руками из металлической трубы. Желательно из нержавеющей стали.
- Оборачиваем бак слоем теплоизоляционного материала.
- С помощью шланга и фитингов запитываем змеевик от отопления частного дома.
- Таким же образом осуществляем монтаж подачи холодного водоснабжения, предварительно установив аварийный вентиль.
- Монтируем обратный шланг с горячим водоснабжением к внутридомовой разводке.
Из чего и как сделать бак
Резервуар для содержания горячей воды можно изготовить собственноручно. Идеально подобрать бочку из нержавейки, также подойдут неиспользуемые баки из пластика или металла. Объем планируется, исходя из нужного количества горячей воды. В процессе создания конструкции понадобиться резак и сварочный аппарат.
Без базовых навыков электросварки и знаний принципов работы резаком изготовление бака для бойлера запрещается.
Изготавливаем бойлер из газового баллона своими руками. Использованный баллон необходимо поделить на две части и тщательно промыть промышленными веществами. Затем обрабатываем внутреннюю часть изделия слоем грунтовой краски.
В емкости проделываются отверстия: для подключения шланга холодного водоснабжения, отвода уже прогретой воды и два отверстия для монтирования змеевика. Подключение к автономному отоплению работоспособно в холодный сезон.
Теплоизоляция
В связи с тем, что водонагреватель своими руками разогревает воду до невысоких температур, рекомендуется обернуть бак теплоизолятором. Работы по утеплению внешних стенок сосуда осуществляют до финальной сборки конструкции. При отсутствии специальных материалов, для этого используют монтажную пену. Чтобы увеличить коэффициент полезного действия теплоизолятор покрывают слоем гидроизоляцией. Теплоизоляцию можно сделать из емкости большего диаметра, чем бак.
Изготовление змеевика
Позаботимся о создании конструкции змеевого устройства, чтобы сделать бойлер своими руками. Труба для приготовления устройства, должна обладать повышенным уровнем теплоемкости. Поэтому чаще всего змеевик создают из нержавеющих или металлических труб. Внутри бака их располагают в центре конструкции или вдоль стенок резервуара для воды.
Диаметр трубы и число витков, используемых для змеевика, зависят от объема бака.
В частности, промышленные водонагреватели оборудуются стальными трубами диаметром от 63 мм и выше. Для меньшего потребления понадобятся заготовки узких диаметров. Размеры змеевика положительно сказываются на скорости приготовления горячего водоснабжения. Однако такой принцип не стоит использовать для небольших емкостей, так как уменьшится количество нагреваемой воды в резервуаре. Змеевик нуждается в регулярном обслуживании и чистке от всяческих накоплений, которые возникают в процессе использования прибора косвенного нагрева.
Сборка и подключение конструкции
- В баке для воды проделываются три отверстия под резьбу диаметром ¾″. Привариваем штуцера к стенкам резервуара и вкручиваем в каждый из них по вентилю. Первый кран отвечает за подачу, второй – забор горячего водоснабжения, третий предназначен для регулирования давления внутри емкости и слива воды в период неиспользования нагревателя.
- Вставляем в бак готовый змеевик. На концах устройства просверливаются отверстия в стенках резервуара. И подключается разводка для подключения к системе отопления по принципу вентилей. Внутри емкости можно закрепить змеевик на сварку, но не сильно, чтобы в дальнейшем его можно было демонтировать.
- Проводим работы по герметичности змеевика. Каждый изгиб и стык тщательно обрабатывается специальным раствором. Проверяем целостность системы с помощью компрессора.
- Заканчиваем визуальное оформление конструкции. Бойлер своими руками может быть выкрашен в любой цвет. К прибору крепятся ручки. Устанавливается крышка с защелками в открытой части резервуара.
- Проводим утеплительные процедуры. Монтируем слой теплоизолятора.
- Остается установить бойлер своими руками. Как следствие осуществляем подключение холодного водоснабжения. Проверяем, как работает бойлер.
https://youtube.com/watch?v=EkT931IaiKU
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 исполняет роль наружной «трубы», внутри которой размещается «труба» внутренняя или змеевик.
Галерея изображений
Фото из
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
Устройство для экономного использования энергии
Заводское оборудование для косвенного нагрева
Вариант теплообменника бойлера косвенного нагрева
Самый распространенный теплообменник бойлера
Простая конструкция бойлера косвенного нагрева
Самодельный бойлер из газового баллона
Сложность обвязки бойлера косвенного нагрева
Воздухоотводчик в схеме подключения бойлера
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.
С примером изготовления простейшего бойлера косвенного нагрева ознакомит следующая фото-подборка:
Галерея изображений
Фото из
Бак из нержавейки в качестве корпуса
Теплообменник из сильфонного шланга
Трубы для подключения теплообменника к отоплению
Крепление труб теплообменника подвесками
Это интересно: Как работает бойлер косвенного нагрева воды? (видео)
Бюджетный вариант изготовления
Специалисты предлагают оригинальный вариант изготовления аналогичного типа водонагревателя, но для этого вам понадобятся такие составляющие:
- медная или бронзовая труба;
- доски разного размера;
- листовой алюминий;
- коллектор, сделанный из меди или ее сплава;
- определенного формата листы стекла;
- специального состава краска.
Делаем из досок необходимого размера корпус, изнутри обшиваем его листовым алюминием. По периметру устанавливаем трубы наподобие змеевика, к ним присоединяем коллектор, учитывая, с какой стороны будет вход, а где — выход.
Такая система довольно проста и функциональна — с ее помощью вы будете нагревать нужное количество воды, а технология изготовления аналогична стандартному варианту.
При изготовлении такого водонагревателя получается завидная экономия денежных ресурсов — вам остается только выбрать приемлемый для вашего помещения вариант и приступить к работам.
Особенности конструкции косвенного бойлера
Бойлер косвенного типа представляет собой резервуар, изготовленный из нержавеющей стали. Внутренние стенки ёмкости покрыты специальным материалом, который не только защищает поверхность водонагревателя от процессов коррозии, но и снижает концентрацию вредных бактерий и микроорганизмов.
Схема устройства бойлера косвенного типа с одноконтурным змеевиком
В остальном бойлер простейшей конструкции состоит из следующих компонентов:
- теплообменник — спиралевидная труба или бак меньшего размера. В зависимости от объёмов бака может располагаться в его верхней и нижней части;
- входной патрубок — штуцер в нижней части устройства для подвода трубы с холодной проточной водой;
- выводной патрубок — штуцер для подсоединения трубы вывода горячей воды;
- магниевый анод — дополнительная защита стенок бака от процессов коррозии;
- внутренний термометр — прибор для измерения температуры нагрева воды;
- термостат — устройство, препятствующее перегреву оборудования;
- блок управления — поворотная ручка с делениями для установки температуры нагрева;
- теплоизоляция — слой утепляющего материала, который помогает поддерживать заданную температуру нагретой воды;
- выпускное отверстие — клапан для слива застоявшейся воды;
- ревизия — отверстие большого диаметра, предназначенное для обслуживания, ремонта и модернизации бойлера.
Конструкция новых моделей баков может несколько отличаться и иметь ряд доработок от производителей, но в целом любой бойлер косвенного типа состоит из перечисленных элементов.
Принцип работы бойлера
Бойлер косвенного типа является частью отопительной системы и подключается непосредственно к газовому, электрическому или твердотопливному котлу, который нагревает теплоноситель за счёт энергии, выделяющейся при сжигании топлива.
Теплоноситель циркулирует по системе ГВС и проходит через теплообменник, находящийся в бойлере косвенного нагрева. За счёт отдачи тепловой энергии от горячего теплоносителя происходит нагрев холодной воды, которой заполнен резервуар устройства. Из него нагретая вода через выводное отверстие по трубе транспортируется в ванную комнату, на кухню и в другие помещения с сантехническим оборудованием.
Бойлер косвенного типа может работать с любыми видами котлов отопления
При выключении обогревательного котла или его переходе в экономичный режим работы теплоноситель быстро остывает. Благодаря конструкции, предусматривающей утепление стенок бака уретановой пеной, вода в резервуаре остывает очень медленно. Это позволяет использовать весь объём тёплой воды ещё в течение нескольких часов.
