Чертежи бойлера как сделать самому. Бойлер косвенного нагрева своими руками – экономный вариант горячего водоснабжения жилища. Р асчет объема бойлера косвенного нагрева и проектирование змеевика

Решая проблему снабжения дома горячей водой, очень часто останавливаются на варианте бойлера косвенного нагрева. Однако стоит такой вид нагревателей достаточно дорого, поэтому вопрос о возможности его создания своими руками довольно актуален.

Устройство и принцип работы

Бойлером с косвенным нагревом называют прибор накопительного типа, нагревание воды в котором происходит от теплоносителя из отопительной системы. Конструкция такого бойлера представлена корпусом, внутри которого размещен бак, а между баком и корпусом присутствует утеплитель, помогающий сохранять тепло нагретой воды.

Внутри бака помещен теплообменник, наиболее часто представляющий собой закрученную по спирали трубу. По ней перемещается теплоноситель, который поступает в прибор из системы отопления.

Также в каждом бойлере косвенного нагрева имеется по два входных и выходящих патрубка – одни отвечают за циркуляцию теплоносителя, другие связаны с санитарной водой (подводят холодную воду из водопровода и выводят нагретую воду).

Принцип работы подобного прибора очень простой – через стенки теплообменника тепло от теплоносителя переходит к холодной воде в баке бойлера, нагревая ее.

Как рассчитать нужный объем?

В расчетах необходимого объема самодельного бойлера следует учесть потребности всей семьи. Один человек тратит в день в среднем 5-15 л воды на умывание и от 50 до 90 л на душ. Для мытья посуды в среднем нужно 20-25 л теплой воды в день. Чтобы набрать ванну, нужно 160-200 л теплой воды. При расчетах нужно не забыть, что вода в бойлере имеет высокую температуру, и для использования она почти вдвое будет разбавляться холодной.

Сложив нужный для всех членов семьи объем, цифру следует округлить в большую сторону.

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.

Материалы

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

Этапы работ по созданию бойлера

Чертеж бойлера может выглядеть следующим образом.

Создание теплообменника

При выборе диаметра будущего змеевика важно, чтобы вода в баке соприкасалась с такой трубой по максимуму. Для этого между витками трубы оставляют свободное пространство. Для удобства проведения работ можно применить бревно или трубу, вокруг которого будет оборачиваться трубка теплообменника. Один конец этой трубки фиксируют, а затем плавно создают витки, контролируя плотность образующейся спирали.

Подготовка емкости бойлера.

Выбрав подходящую емкость, в ней нужно проделать два отверстия для ввода холодной воды и вывода горячей. В каждое из них следует встроить шаровые клапаны для легкости эксплуатации. Также нужно два отверстия для монтажа теплообменника. Еще одно отверстие понадобится для сливного крана, который располагают внизу устройства.

Если запланирован монтаж электронагревателя, для него также высверливают отдельное отверстие внизу бака.

Установка

Подготовив все составные части будущего бойлера, вам нужно:

Приварить петли для монтажа бойлера на стену или ножки при установке прибора на пол.
Установить теплообменник внутрь бака.
Подсоединить необходимые трубки и шланги. Особое внимание следует уделить трубе, по которой холодная вода будет поступать внутрь бойлера. На ней обязательно монтируется обратный клапан, препятствующий вытеканию воды из аппарата.
Установить внутрь бака ТЭН, если это запланировано.
После проверки герметичности змеевика закрыть бак наглухо, заварив его крышку.
Выполнить теплоизоляцию прибора. Выбранный теплоизолирующий материал прикрепите к баку стяжками из проволоки либо клеем, стараясь охватить весь периметр прибора. Такая обшивка не только поможет сохранять температуру нагретой в бойлере воды, но и сократит время нагрева, что повысит КПД аппарата. Одним из вариантов может быть применение двух емкостей с укладыванием теплоизоляции между их стенками.

Чтобы изготовить самодельный бойлер косвенного нагрева нужно хорошо понимать принцип работы водонагревателя. Потребуется рассчитать объём ёмкости, выбрать тип и материал змеевика, а также подобрать теплоизоляцию.

Принцип работы и назначение БКН

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

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

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

Читайте также: Как работает бойлер косвенного нагрева - устройство и конструкция

Как рассчитать объём изготавливаемого БКН

Согласно приблизительным расчетам, учитываемым при проектировании частного дома, среднестатистическая семья, состоящая из 4 человек, тратит в среднем 280 л./сут. Для нормального водоснабжения семьи потребуется бойлер на 200 л. Если планируется использовать горячую воду только для душа и умывания будет достаточно 100-120л. емкости.

При расчетах объема бойлера учитывают еще один фактор. Если планируется установка навесного БКН, то его вместительность ограничена 150-160 л, что связано с нагрузкой на стену. Если требуется больший объем, устанавливают напольный бойлер.

Можно ли сделать БКН из электрического водонагревателя?

Теоретически это возможно. Нагревательный элемент легко вынимается из корпуса накопителя. На его место можно поставить змеевик и в результате переделки из обычного электрического бойлера сделать бойлер косвенного нагрева.

Преимущества решения в том, что в наличии уже имеется хорошо утепленная емкость. При необходимости можно демонтировать змеевик и обратно установить трубчатый нагревательный элемент.

У данного технического решения есть несколько минусов:

Недостаточная производительность - змеевик будет иметь небольшую нагревательную площадь, соответственно снизится скорость работы бойлера.
Уменьшение скорости нагрева воды.

На практике бойлер из водонагревателя изготавливают редко. Лучше сделать накопительную ёмкость заново. Так, можно учесть все необходимые теплотехнические расчеты, подобрать материал для бака и теплообменника. Выбрать правильную теплоизоляцию.

Из чего можно сделать БКН - материалы

Самодельный бойлер косвенного нагрева, при условии правильных расчетом змеевика, подбора емкости и теплоизоляции по своей производительности не будет уступать заводским моделям накопителей.

Схема изготовления бойлера:

подготовка аккумулирующей емкости;
производство теплообменника;
установка ТЭНа;
теплоизоляция корпуса.

Во время проведения сборки потребуются теплотехнические расчеты, проект бойлера в разрезе и поэтапный план выполнения.

Как сделать бак косвенного нагрева

Для изготовления емкости берут термостойкие материалы, отличающиеся прочностью, устойчивые к механическим повреждениям. Сделать бак можно из уже готовой емкости, к примеру, из бочки или пивной кеги, либо использовать трубу достаточного диаметра (в этом случае понадобятся сварочные работы).

Еще один популярный вариант - накопительный бойлер косвенного нагрева из пластиковой бочки. Плюсами можно считать небольшую массу ёмкости, простоту встраивания змеевика и патрубков. Если устанавливают накопитель из пластика, то необходимо чтобы полимер соответствовал следующим критериям:

подходил для пищевой воды;
выдерживал нагрев до 90°.

	Описание

	Внешний диаметр (включая изоляцию)
	Внутренний диаметр
	Вход холодной воды (1"1/4)	315 - 1"1/4 мм - " дюйм
	Выход воды из нижнего змеевика (1"1/4)
	Отверстие для нижнего датчика температуры (1/2")
	Подача воды в нижний змеевик (1"1/4)
	Выход воды из верхнего змеевика (1"1/4)
	Отверстие для верхнего датчика температуры (1/2")
	Рециркуляция (1")	1460 - 1" мм - " дюйм
	Подача воды в верхний змеевик (1"1/4)
	Выход горячей бытовой воды (1"1/4)	1935 - 1"1/4 мм - " дюйм
	Фланец для инспекционного контроля (ø внутр. 114 - ø внешн. 168)
	Дополнительное электрическое сопротивление (1"1/2)
	Термометр (1/2")

Емкость косвенного нагрева в основном устанавливают вертикально: вешают на стену или монтируют на пол, что необходимо учитывать при выборе формы бака.

Металл, наиболее подходящий для самодельного косвенного водонагревателя - нержавеющая сталь. Следует учесть, что существуют десятки сортов нержавейки и только несколько подходят для бытовых потребностей. Бойлер косвенного нагрева из нержавеющей стали самый надежный. Прослужит долго за счет хороших антикоррозионных свойств.

Устройство бака из нержавеющей стали не отличается от того что используется в стандартном накопителе, но требует применения специального оборудования. Слабое место всех емкостей (изготовленных самостоятельно или в заводских условиях) сварные швы. От квалификации мастера выполняющего сварку зависит конечный результат и соответственно длительность эксплуатации водонагревателя.

Из какого материала сделать теплообменник

Изготовление змеевика - это следующий шаг после подготовки бака водонагревателя. На этапе подготовки следует рассчитать полезную площадь нагревательного элемента и подобрать подходящий материал для изготовления.

Длина змеевика для бойлера высчитывается по формуле:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

В формуле учитывается:

длина змеевика - L;
тепловая мощность - Q;
диаметр теплообменника - D;
ожидаемая температура горячей и холодной воды - Tr и Tx, соответственно.

По этой формуле рассчитывают длину змеевика и толщину используемого материала. Теплообменник, как правило, изготавливают из медной или латунной трубки. Металл легко гнется и имеет хорошую теплоотдачу. Еще одно достоинство: способность выдерживать длительное термальное воздействие.

Еще один популярный вариант сердечника БКН: нержавеющий змеевик из гофры. Обойдется теплообменник из нержавейки приблизительно в 1,5 раза дешевле чем из меди. Вместе с гофрой продаются фитинги с резьбовым соединением, облегчающие подключение к трубопроводу отопления.

Самодельную спираль легко сделать. Для этого медная или латунная трубка накручивается на стальную трубу необходимого диаметра. Между витками обязательно оставляют зазор на расширение.

Можно использовать уже готовый змеевик, от технологического оборудования. При этом важно, чтобы теплообменник из меди, используемый для бойлера косвенного нагрева соответствовал расчетным параметрам и мощности теплообмена.

ТЭН для комбинированного БКН

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

P= 0,0011*m*(tk-tн)/T

Расчетными считаются следующие значения:

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

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

Проблема нагрева воды в частном доме может быть решена различными путями: установкой газовой колонки, двухконтурного котла, водонагревателя, а также бойлера косвенного нагрева, который вполне можно сделать своими руками.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева основан на использовании системы, общего или отдельного ее контура. Бойлер представляет собой накопительный бак с установленным внутри него змеевиком, по которому проходит теплоноситель. Геометрические размеры змеевика определяются в соответствии с объемом бака, который, в свою очередь, может быть любым и зависит от потребности семьи в горячей воде. Вода, предназначенная для использования, поступает по трубе в бойлер через входную трубу, обычно расположенную снизу. Нагревается вода от змеевика равномерно по всей толще воды. Выходную трубу обычно располагают вверху, чтобы при использовании не было резких перепадов температуры. Снаружи бойлер нужно обязательно хорошо теплоизолировать, чтобы избежать потерь тепла от стенок бака.

Устанавливают бойлер косвенного нагрева обычно в одном помещении с котлом, чтобы уменьшить затраты на монтаж контура и потери тепла. Устанавливают бойлер на твердое ровное основание, обеспечивая удобный доступ ко всем кранам и крышке.

Р асчет объема бойлера косвенного нагрева и проектирование змеевика

Объем бака напрямую зависит от потребности в горячей воде. Принято считать, что на каждого члена семьи достаточно от 50 до 70 литров горячей воды ежедневно. Поэтому для семьи из 3-4 человек достаточно 200-литрового бойлера. В качестве бака используют любую подходящую термостойкую емкость из антикоррозионного материала: нержавеющей стали, алюминия, пластика. В баке устанавливают входной и выходной шаровые краны.

Диаметр и длина трубы для змеевика рассчитываются исходя из объема бака, материала трубы, скорости потока теплоносителя и его температуры. На каждые 10 литров бака необходимо около 1,5 кВт тепловой мощности змеевика. Змеевик обычно изготовляют из латунной трубки диаметром от 8 до 20 мм, свернутой в спираль так, чтобы витки не соприкасались – так обеспечивается максимальный контакт его греющей поверхности с нагреваемой водой. Чтобы определить общую длину трубки, необходимо вычислить необходимую мощность змеевика, после чего определить длину трубы по формуле:

где P – тепловая мощность змеевика в кВт;

d – диаметр трубы в метрах;

ΔТ –разность температур теплоносителя и нагреваемой воды, °C.

Например, для бака 200 литров необходим змеевик с тепловой мощностью 30 кВт. Диаметр трубки для змеевика – 10 мм, или 0,01 м. Температура теплоносителя 80°С, температура поступающей воды — 15°С. По приведенной формуле вычисляем длину змеевика:

Змеевик в этом случае выполняют в виде спирали диаметром 40 см. При диаметре бака в 0,5 м и высоте 1 метр такой змеевик будет иметь 12 витков с межвитковым расстоянием в 6-8 см. Для удобства намотку производят с помощью шаблона – трубы соответствующего диаметра. Ввод и вывод змеевика удобнее выполнять с одной стороны бака.

Принцип работы системы

Считаете, достаточно правильно выбрать водонагреватель? Для успешной эксплуатации не менее важно его подключить. В статье вы узнаете, как выполняется обвязка бойлера косвенного нагрева. Наши рекомендации помогут провести установку так, чтобы техника работала максимально эффективно и не ломалась.

Виды водонагревателей и принцип их работы

В отличие от моделей, которые работают от электричества или газа, бойлер косвенного нагрева (БКН) функционирует благодаря постороннему источнику тепла. Если система подключается к отоплению, тогда теплоноситель прогревается за счет твердого топлива. Такой подход выручает в зимнее время, а что делать летом, когда отопительный сезон закончен?

Производители выпускают комбинированные системы: дополнительно в баке размещается ТЭН, который может работать от электричества или солнечного коллектора. , читайте в отдельной публикации.

Различают два типа водонагревателей:

управляемые;
без управления.

Первые более дорогие и удобные в эксплуатации, работают на автомате. Все, что нужно:

Соединить вход и выход горячей воды.
Организовать подачу холодного потока в резервуар.
Установить прибор для распределения жидкости.

Даже техника с терморегулятором не может нагревать сильнее, чем позволяет теплоноситель. Например, котел греется до 40 градусов, значит, и теплоноситель прогреет воду максимум на 40 градусов.

Приборы без управления работают автоматически, в зависимости от параметров котла. Вам придется самостоятельно монтировать термодатчик и соединять его с отопительной системой. После чего выполняется обвязка, о которой подробно расскажем ниже.

При выборе обращайте внимание на дополнительный функционал - он может пригодиться при эксплуатации. Более дорогие модели могут оснащаться системой аккумуляции . Благодаря улучшенной изоляции и большому объему бака жидкость хорошо сохраняет тепло при отсутствии электричества.

Также есть приборы с рециркуляцией . Быстрый нагрев обеспечивают три патрубка. По двум из них движется горячий поток, по одному холодный. Дополнительный патрубок можно использовать для подсоединения к сушилке вещей.

Особенности баков и их установки

Косвенные водонагреватели бывают и . Настенные достигают вместительности до 150 литров. Форма бака чаще всего круглая. Крепятся на специальные кронштейны, которые идут в комплекте.

Баки литражом от 200 до 1500 устанавливаются на полу. Они имеют боковую или заднюю подводку шлангов. Основание часто держится на ножках. Для крупногабаритной техники придется выделить отдельное помещение.

Нюансы установки и обвязки прибора

Лучше всего выполнять обвязку водонагревателя совместно с монтажом котла и другого оборудования, чем врезать устройство в уже готовую систему. Есть два основных принципа подключения:

С приоритетом . Для этой схемы требуется мощный котел. Он обеспечивает быстрый нагрев содержимого бака, прокачивая весь объем через змеевик. Таким образом горячая вода попадает в радиаторы, что не позволяет температуре снизиться.
Без приоритета . Отличается длительным нагревом, поскольку через теплоноситель проходит не вся вода.

Правила обвязки:

Выбирайте место для установки бака как можно ближе к котлу. Так можно снизить теплопотери.
Монтаж должен проводиться на ровной и прочной поверхности.
Для нормального функционирования системы на выходе водонагревателя нужно установить расширительный бак. Он нейтрализует тепловое расширение.
Каждое отдельное устройство (контур) должно оснащаться кранами. Это позволит отключать их по отдельности, независимо от остальной системы.
Обязательна установка .
Чтобы снизить жесткость воды, .
Не размещайте баки более 150 литров на стене, тем более если она из гипсокартона.

Как обвязать бойлер

Есть несколько схем обвязки, которые мы приведем ниже. Выбирайте наиболее удобный для вас.

Принудительная циркуляция и трехходовой клапан

Схема подойдет для обвязки или с бойлером. Если на данный момент газовый котел уже установлен, расположите БКН рядом. На подачу монтируется насос циркуляции. После чего подключается трехходовой клапан, который управляется термодатчиком.

На входную трубу перед корпусом врезается тройник, к которому подсоединяется шланг для отвода жидкости из теплообменника. Как это работает:

Как только термодатчик сообщает плате управления, что температура снижена, клапан включает теплоноситель водонагревателя. Происходит запуск системы отопления.
Содержимое теплоносителя проходит через теплообменник, в резервуаре нагревается.
Как только нагрев достигает заданной температуры, клапан переключает работу на отопление.

Удобная схема для регулярного использования водонагревателя.

Использование двух насосов

Если монтаж БКН происходит на большом расстоянии от котла или вы редко им пользуетесь, в систему лучше включить насос циркуляции.

Схема подключения к автоматическому котлу:

Один насос монтируется на входном патрубке, а другой - на корпусе отопления. Обвязка выполняется с помощью тройников, без трехходового клапана. Запуском и отключением насосов руководит термостат.

Энергонезависимый котел

Для этой схемы лучше использовать настенные модели, поскольку бойлер должен располагаться выше остальных приборов.

Возможна установка и напольной модели. Но в таком случае нагрев воды будет проходить медленнее.

Приоритет обеспечивается большим контуром, который подводится к водонагревателю. Он должен быть на шаг больше, чем тот, который подводится к отопительной системе.

Температуру и переключение потока обеспечивает термостатическая головка с датчиком. На нем устанавливаются желаемые показатели. Если датчик показывает, что в баке холодная вода, нагрев переключается на бойлер - и наоборот.

Применение гидравлического подключения

Подходит для установок с несколькими контурами и большими объемами бака. Подобные схемы применяются в многоквартирных домах, когда помимо отопления нужно обеспечить, например, нагрев полов.

Гидравлический распределитель (гидрострелка) помогает рассредоточить давление так, чтобы избежать теплового удара. Выполнять самостоятельный монтаж рискованно, лучше обратиться к специалисту.

Оборудование рециркуляции

Если вы хотите включить в работу дополнительный прибор обогрева, сушилку для полотенец, нужно организовать подключение так, чтобы в трубах вода постоянно циркулировала. Можно сразу купить прибор с функцией рециркуляции либо включить ее с помощью тройников. Однако такое подключение имеет негативные моменты:

Большой расход электроэнергии, топлива. Проходя через трубы сушилки, вода остывает, поэтому прибор нуждается в более частом включении.
Смешение слоев. При обычной работе горячая жидкость поднимается вверх. Поток, который выходит из труб, перемешивает слои, и на выходе вы получаете жидкость более низкой температуры.

Этапы подключения

Сделайте необходимые расчеты, нанесите на план помещения разметку труб, место установки котла и бойлера. Подготовьте прочный фундамент под водонагреватель, особенно если он рассчитан на большие объемы. Далее поступите так:

Выполните разводку, обозначив места размещения горячего и холодного патрубка.
Установите тройник, предохранительный клапан. Последний позволяет избавиться от избыточного давления.
Все соединения надежно герметизируйте.
Выполните подключение к электричеству, установите автомат УЗО.
По окончании отрегулируйте значения терморегулятора. Выполните тестовый запуск.

Понаблюдайте за соединениями, патрубками. Не должно быть течи или подозрительного шума. Помните, что источником тепла может быть не только котел, но и солнечный коллектор. Иногда его установка гораздо выгоднее.

Чтобы окончательно разобраться в принципах обвязки, просмотрите видео

Владельцам частного жилья приходится использовать различное обогревательное оборудование, которое требует существенных затрат на содержание и эффективное функционирование. Бойлер косвенного нагрева является прекрасным дополнением к системе газового и электрического отопления. Устройство снижает энергозатраты на нагрев воды и обеспечивает её постоянный приток.

Что такое бойлер косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева - это водонагревательный бак, который функционирует совместно с устройствами центрального отопления. В отличие от традиционных водонагревателей бойлер косвенного типа не требует подключения к электросети.

Бойлеры косвенного нагрева могут иметь разную конструкцию, но все они подогревают воду за счет энергии теплоносителя котла

Нагрев воды происходит благодаря теплообмену между горячей водой, протекающей по теплообменнику, и холодной водой, которой заполнен бак бойлера. Внешне бойлер представляет собой цилиндрическую ёмкость вместимостью от десятков до нескольких тысяч литров.

Водонагреватели косвенного типа используются как в частных домах, владельцы которых не имеют возможности подключения к автономному централизованному отоплению, так и на крупных производствах, где требуется большое количество горячей воды.

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:

Видео: опыт использования бойлера косвенного типа

Виды бойлеров косвенного нагрева

Современные бойлеры косвенного типа имеют разнообразную конструкцию и форму. Помимо округлого тонкостенного бака, существуют бойлеры, имеющие более сложное устройство, позволяющее оборудованию быть более экономичным и эффективным. Классификация оборудования выполняется по нескольким признакам.

Типы теплообменника

Косвенные водонагреватели могут иметь теплообменник различной конструкции:

Материал теплообменника

Для изготовления теплообменника в виде змеевика и внутреннего бака используются такие материалы, как:

латунь - низкая теплопроводность, 100–110 Вт/(м∙°C);
алюминий - средняя теплопроводность, 200–240 Вт/(м∙°C);
медь - высокая теплопроводность, 360–390 Вт/(м∙°C).

Чем более высокую теплопроводность имеет материал теплообменника, тем дороже бойлер.

Способ установки

В зависимости от способа установки устрйоства подразделяются на два типа:

Способ компоновки

По способу расположения конструктивных элементов водонагреватели подразделяются на два типа:

Выбор бойлера для самостоятельного изготовления

Общее устройство бойлера косвенного нагрева довольно простое - при умении работать с электроинструментом и сваркой водонагреватель можно изготовить самостоятельно.

Для использования в условиях частного дома, где проживает семья из трёх человек, достаточно вертикального бойлера с медным теплообменником. Если семья большая, то лучше выбрать напольную конструкцию. Это позволит сделать оборудование необходимой ёмкости, а также провести должную теплоизоляцию бака.

Изготавливать самостоятельно бойлер c теплообменником типа «бак в баке» не желательно. Во-первых, потребуется найти или изготовить сам бак, что потребует достаточно много сил и времени. Во-вторых, при изготовлении водонагревателей большого объёма габариты конструкции увеличиваются в несколько раз.

К тому же заводские модели, изготавливаемые по этой технологии, имеют специальное покрытие (эмаль, керамика, серебряное напыление) на теплообменнике. Повторить нанесение подобного покрытия в «гаражных условиях» не получится.

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.

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 о C, 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 (о C);
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 о С, а после нагрева необходимо получить воду с температурой 80 о С: L = 1,5 ∙20 / (3,14 ∙0,01 ∙65) ≈ 15 м.

Таблица: длина медного теплообменника для бойлеров ёмкостью 50–200 литров

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.

Необходимые материалы и инструменты

Накопительный бак устройства изготавливается из термостойкого пластика, нержавеющей стали, алюминия или стали с керамическим покрытием. В качестве заготовок под резервуар можно взять пластиковые бочки для пищевых продуктов, алюминиевые бачки или ненужный газовый баллон.

Для изготовления теплообменника, как было указано выше, лучше использовать круглую или квадратную медную трубу. При сборке теплообменника из труб квадратного сечения потребуются отводы под 90 о.

В качестве инструмента необходимо подготовить:

Фитинги, сливной кран и другие соединительные элементы подбираются исходя из размеров подсоединяемой трубы. Дополнительно приобретается ФУМ-лента, предохранительный клапан, магниевый анод и насадка для его установки.

Подготовка бака для сборки водонагревателя

Для изготовления бойлера косвенного типа можно использовать новый или старый газовый баллон. Эта ёмкость изготовлена из толстой нержавеющей стали толщиной 3–4 мм и прекрасно подходит для работы с горячей водой.

Перед сборкой обогревательной конструкции потребуется тщательно подготовить баллон. Для этого изделие разрезается пополам при помощи болгарки. Внутренняя поверхность ёмкости зачищается при помощи углошлифовальной машинки с соответствующей насадкой.

Перед сборкой бойлера баллон необходимо вскрыть и почистить внутреннюю поверхность

После этого внутренняя часть баллона моется, сушится и покрывается нитро-грунтовой краской. Данные работы следует проводить в обязательном порядке, иначе после ввода бойлера в эксплуатацию нагреваемая вода будет пахнуть газом.

При использовании резервуара из других металлических ёмкостей подготовка проводится по аналогичной схеме.

Изготовление бойлера косвенного нагрева

Процесс сборки водонагревателя может разниться в зависимости от типа конструкции, но в большинстве случае оборудование для газовых и электрических котлов изготавливается в следующей последовательности:

В заранее подготовленном баллоне просверливается два отверстия при помощи электродрели с корончатой насадкой. Одно отверстие будет располагаться в нижней части и использоваться для подвода холодной воды, другое - в верхней для отвода горячей.
Полученные отверстия зачищаются, в них монтируются фитинги и шаровые краны. Затем в нижней части просверливается ещё одно отверстие, в которое устанавливается кран для слива застоявшейся воды.
В нижней и верхней частях баллона делаются отверстия, в которые вставляются краны для подключения труб водоснабжения
Для изготовления змеевика потребуется медная труба диаметром 10 мм. Спиралевидный изгиб лучше делать с помощью трубогиба. Если таковой инструмент отсутствует, то можно взять любую круглую заготовку - трубу большого диаметра, полено, бочку и т. д.
Изготовление змеевика для водонагревателя из круглой медной трубы диаметром 10 мм
Выполняется изготовление змеевика согласно проведённым ранее расчётам. Концы теплообменника загибаются в одном направлении на расстоянии 20–30 см. Для монтажа змеевика в нижней части баллона просверливается два отверстия. В них устанавливаются и привариваются резьбовые штуцеры.
Для подсоединения змеевика к бойлеру используется резьбовой штуцер
Перед монтажом змеевик опускается в ведро или большую ёмкость с водой и продувается. Если конструкция герметична, то змеевик опускается в баллон, выставляется относительно вводного и выводного отверстия и заваривается.
Если баллон был разрезан посередине, то в верхней части монтируется анод. Для этого просверливается отверстие, куда вкручивается резьбовая насадка, а уже в неё монтируется магниевый анод. Если ёмкость собирается из трёх отдельных частей - дно, крышка и центральная часть, то анод можно установить на последнем этапе.
С наружной стороны бойлера монтируется теплоизоляционный материал. Лучше всего использовать напыляемый полиуретан. Перед нанесением все патрубки защищаются плотным полиэтиленом и тканью. Если средства ограничены, то можно использовать обычную монтажную пену, которая после застывания оборачивается отражающей изоляцией.
Для теплоизоляции проще всего использовать монтажную пену и фольгированный утеплитель
К задней части бойлера привариваются крепления для подвеса на кронштейны. Для напольных бойлеров ко дну оборудования привариваются опорные ножки из стального уголка или арматуры.

На завершающем этапе накручиваются фитинги, краны и монтируется верхняя крышка. При возможности крышку можно не заваривать, а изготовить зажимные крепления из стальной проволоки сечением 3 мм.

При изготовлении бойлера для совместного использования с твердотопливными котлами вместо медного змеевика используется стальная труба П-образной формы, которая монтируется в нижней части устройства. Со стороны печи или котла труба подсоединяется к выходному патрубку. От бойлера труба выводится и подключается напрямую к дымоходу.

Видео: бойлер косвенного нагрева из газового баллона

Обвязка бойлера косвенного нагрева

Для подключения бойлера косвенного типа применяется три рабочих схемы:

Обвязка с трёхходовым клапаном.
Подключение к двум циркуляционным наносам.
Обвязка с применением гидрострелки.

Обвязка с трёхходовым клапаном

Схема обвязки с использованием трёхходового клапана применяется наиболее часто, особенно при потреблении большого количества горячей воды. Для этого в системе монтируется два контура отопления. Первый - основной контур, применяемый для обогрева помещений. Второй - предназначен для нагрева воды в бойлере.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с трехходовым клапаном применяется чаще всего

Для равномерного распределения и регулирования объёмов поступающего в бойлер теплоносителя используется трёхходовой клапан, который подключается к термостату.

Принцип работы системы достаточно прост: если температура в накопительном резервуаре опускается ниже выставленного значения, то клапан перенаправляет часть теплоносителя на нагрев воды в бойлере. После нагрева воды теплоноситель возвращается обратно в контур обогрева.

Обвязка с двумя циркуляционными насосами

Водонагреватель косвенного типа устанавливается в системе с двумя контурами: бойлера и отопления. Для регуляции каждого отдельного контура применяется рециркуляционный насос. При этом насос на контур бойлера монтируется перед насосом отопительного оборудования.

В схеме обвязки с циркуляционными насосами подача теплоносителя к бойлеру регулируется автоматически

Оба насоса подключаются к термостату бойлера. При остывании воды в бойлере термостат включает соответствующий насос, который перенаправляет часть потока от отопления и наоборот.

Обвязка с применением гидрострелки

Обвязка с использованием гидроразделителя применяется в системах центрального отопления, состоящих из двух и более контуров. Если в системе без гидрострелки перераспределение потоков в контурах обязательно сказывается на работе какого-либо оборудования, то при её установке происходит плавное перераспределение холодных и горячих потоков.

Схема обвязки бойлера с установкой гидроразделителя обеспечивает наиболее плавное распределение потоков холодной и горячей воды

Например, гидроразделитель обязательно монтируется в частных домах, где к центральному отоплению помимо бойлера косвенного нагрева подключается система тёплого пола. Схема этой обвязки достаточно сложна в исполнении, особенно при большом количестве оборудования. Поэтому работы по её монтажу лучше доверить специалистам.

Система с рециркуляцией теплоносителя

Эта схема обвязки применяется при необходимости минимизировать скорость нагрева воды в бойлере, так как при частых простоях вода в резервуаре быстро остывает, а на её повторный обогрев требуется от 30 до 60 минут.

Для этого в трубопровод, идущий от бойлера к водоразборному крану, монтируют «обратку» к водонагревателю. На этом участке также устанавливается циркуляционный насос, подключённый к термостату.

При застое и остывании воды в трубопроводе термостат включает насос, который перенаправляет остывшую воду обратно на обогрев. При возобновлении подачи воды пользователю не придётся ждать её нагрева, так как она будет уже тёплая.

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 о С. Поэтому при умеренном расходе горячей воды (мытье посуды) целесообразно снижать температуру до комфортных 40–50 о С. 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 о С. 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.

Видео: установка и обвязка бойлера косвенного типа

Водонагреватель косвенного типа - это оборудование, которое должно быть установлено в каждом частном и загородном доме, где используется газовое или электрическое отопление. Это позволит снизить затраты на горячее водоснабжение на 15–20%, что станет весьма ощутимой экономией в условиях постоянно растущих тарифов.

Здравствуйте. Меня зовут Виталий. Область профессиональной деятельности: технические средства автоматизации и технологии проектирования. (2 голоса, среднее: 5 из 5)