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.
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.
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
Бойлеры косвенного нагрева получили широкое распространение за счет своей простоты, эффективности и экономичности. В холодное время года они питаются от отопительных систем, а весной и летом нагрев выполняет ТЭН. Многие люди конструируют подобные бойлеры самостоятельно. Вы спросите – а как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками? Отвечаем – если вы поймете принцип работы бойлера, то вы сможете собрать его самостоятельно, используя подручные материалы и инструменты.
Принцип работы накопительного водонагревателя косвенного нагрева
Классический накопительный электроводонагреватель нагревает воду за счет встроенного ТЭНа, обеспечивая хранение воды в баке с теплоизоляцией. Так как нагреватель работает в круглосуточном режиме, то включаясь, то отключаясь, расходы на электроэнергию получаются достаточно высокими. Что касается бойлеров косвенного нагрева, то внутри них располагаются большие змеевики, подключающиеся к отопительной системе. Нагретый теплоноситель, протекая через змеевик, обеспечивает быструю подготовку горячей воды.
Бойлер косвенного нагрева нагревает воду за счет змеевика, по которому течет горячая вода из котла.
В холодное время в домах и квартирах всегда работает отопление, поэтому выделяемое им тепло можно расходовать на подогрев воды – расходы на газ всегда меньше, чем на электроэнергию. Получается, что использование бойлера косвенного нагрева приведет к экономии при оплате счетов за электричество. В теплой время нагрев ведется с помощью электричества – тут уже ничего не поделаешь. Но в целом годовая экономия получается ощутимой.
Для того чтобы экономия была еще более ощутимой, следует собрать водонагреватель косвенного нагрева своими руками. Нам понадобятся:
- Стальная емкость подходящего объема;
- Медная трубка для изготовления змеевика;
- Электрический ТЭН;
- Сварочный аппарат;
- Штуцеры с резьбовыми креплениями;
- Фитинги с резьбой;
- Клапан обратного хода;
- Кран на трубу подачи воды;
- Кран на трубу подачи теплоносителя;
- Трубы для подключения к водопроводу и отопительной системе;
- Теплоизоляция.
Найти все это не составит особого труда. Емкость у нас будет осуществлять хранение воды, а змеевик – нагревать эту воду. В теплое время года, когда отопление будет выключенным, в работу включится ТЭН.
Собирая водонагреватель косвенного нагрева своими руками, выбирайте надежные и долговечные материалы. В частности, это касается бака – от его стойкости зависит срок службы всей системы.
Подготовка бака
Чертежи для сборки бойлера косвенного нагрева своими руками вы найдете на нашем сайте. Нужно отметить, что с процедурой сборки можно обойтись и без каких-либо чертежей, так как особенная точность здесь не нужна. Работы осуществляются в несколько этапов:
Бак для водонагревателя косвенного нагрева можно сделать из газового баллона, но для этого вам понадобится сварочный аппарат.
- Подготовка емкости;
- Изготовление змеевика;
- Установка змеевика и ТЭНа;
- Создание теплоизоляции.
Процесс подготовки емкости предельно прост. Если есть необходимость, ее нужно отмыть от загрязнений и покрыть грунтовкой. Посчастливилось найти бак из нержавеющей стали? Тогда можно обойтись простой мойкой – нужно, чтобы внутренняя поверхность была чистой, иначе у воды может появиться неприятный запах. Далее нужно продумать герметичную крышку, так как вся наша конструкция будет находиться под давлением. Для герметизации можно использовать резиновую прокладку, на которой будет лежать сама крышка.
Обеспечьте качественный прижим крышки к самому баку. Например, это можно сделать с помощью замков, купленных в хозяйственном магазине. Только в этом случае конструкция получится максимально герметичной.
Для подключения подающих и отводящих труб, а также для подключения к отопительной системе, мы рекомендуем воспользоваться штуцерами с резьбовыми соединениями, которые ввариваются в стенки бака. Они помогут обеспечить достаточный уровень герметичности. Обратите внимание на размещение штуцеров:
- Штуцер для подвода холодной воды должен находиться снизу;
- Штуцер для отвода горячей воды располагается сверху, так как горячая вода всегда поднимается вверх;
- Штуцеры для подключения змеевика могут находиться где угодно.
Также нужно помнить о том, что впоследствии в самодельный бойлер косвенного нагрева нужно встроить ТЭН.
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.
Создание теплоизоляции и подключение бойлера
Чем тщательнее вы подойдете к вопросу утепления вашего водонагревателя, тем больше денег вы сможете сэкономить.
Наш бойлер практически готов, осталось лишь приделать крышку и создать теплоизоляцию. Про крышку мы уже разговаривали, а что касается теплоизоляции, то здесь подойдет любой утеплитель, который можно приобрести в специализированных магазинах. Некоторые используются в качестве дополнительного утепления монтажную пену. После того как с теплоизоляцией будет покончено, подключаем бойлер к отопительной системе и водопроводу.
Не забудьте подключить ТЭН, хотя в зимнее время он и не нужен – для этого используется электрический кабель подходящего сечения. В кабель желательно встроить УЗО. Также не нужно забывать про краны, с помощью которых вы сможете перекрыть подачу воды и теплоносителя.
Если есть необходимость, вы можете встроить в изготовленный своими руками бойлер косвенного нагрева термометр, который будет показывать температуру нагрева воды. В процессе тестирования системы внимательно оцените герметичность – протечки не допускаются.
Бойлер косвенного нагрева своими руками выполняется в соответствии со стандартной схемой, в которой обязательно учитываются все технологические особенности и характеристики надежного и долговечного водогрейного оборудования.
Устройство и принцип работы такого устройство рассмотрим подробнее.
Особой популярностью в настоящее время пользуются современные электрические бойлеры накопительного типа, которые прекрасно подходят для постоянной или периодической эксплуатации, как в частных домовладениях, так и в многоквартирных домах.
Стандартный объём накопительного резервуара может варьировать, и выбирается исходя из количества потребителей.
Такой тип бытового водогрейного устройства подключается к водоснабжению непосредственно после магистральной трубопроводной системы, что позволяет обеспечивать горячей водой несколько точек разбора. Дополнительные опции в таком водогрейном приборе представлены специальными термостатами.
Устройство традиционного бойлера представлено наружным корпусом и стандартным внутренним накопительным резервуаром, а также прочным антикоррозийным покрытием и дополнительными комплектующими.
Схема устройства самодельного бойлера косвенного нагрева
Стандартная схема устройства водогрейного прибора в виде бойлера, может иметь существенные отличия в зависимости от вида и конструктивных особенностей. Приборы косвенного нагрева не способны самостоятельно производить тепловую энергию, но могут быть снабжены встроенными ТЭНами, посредством которых эффективно поддерживается температурный режим воды в заранее заданных пределах.
Схема устройства предполагает наличие в конструкции основных составляющих, представленных:
- накопительным резервуаром;
- наружным корпусом;
- теплоизоляцией;
- тепловым обменником;
- местом для подсоединения дополнительного нагревательного элемента;
- ревизионным отверстием;
- входным отверстием для холодной воды;
- входом и выходом для теплового носителя;
- местом подключения термометра;
- рециркуляционной линией;
- выходом для горячей воды;
- магниевым анодом.
Внутри утепленного резервуара встроен нагревательный элемент с подведенным тепловым носителем. Холодная вода поступает через нижнюю часть резервуара, а отбор горячего водоснабжения осуществляется из верхней части.
Водогрейное оборудование такого типа оснащается защитным магниевым анодом. Самые современные и дорогостоящие модели снабжаются парой дублирующих змеевиков. Поддержание температурного режима обеспечивается ТЭНом с термостатом, встраиваемым в верхней части резервуара.
Схема нагрева двух типов бойлеров
Также выпускаются бойлеры с косвенным типом нагрева, полностью лишенные змеевика. Такая особая конструкция носит название «резервуар в баке», что обуславливается наличием внутри одного бака второго резервуара. Нагрев воды в таких водогрейных приборах происходит внутри резервуара, а перемещение теплового носителя осуществляется между стенками.
Заводские модели бойлеров с нагревом косвенного типа и циркуляционным патрубком оснащаются обязательными элементами, представленными магниевым анодом и группой безопасности, а также температурным датчиком.
Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками – порядок изготовления
Для самостоятельного изготовления крупной накопительной емкости (бака), независящей от энергетических источников, используются бак из коррозионно-устойчивых материалов, а также спиралеобразная трубка с циркулирующим теплоносителем.
Бойлер в котельной
Равномерный прогрев воды внутри резервуара бойлера обеспечивается перемещением теплового носителя из системы отопления, а сохранению температурного режима способствует качественный теплоизолирующий слой. Удобство эксплуатации обусловлено установкой специальной арматуры в виде шаровых кранов.
Выбор емкости
Резервуар или накопительный бак может иметь практически любые размеры и объём. Второй критерий напрямую зависит от количества потребителей и стандартного расхода горячей воды. Как правило, расход горячей воды составляет порядка 50-70 л на одного потребителя, поэтому ориентировочный объём ёмкости для семьи из четырёх человек составляет примерно 200 л.
Бак бойлера
Важно помнить, что объём резервуара может значительно варьировать в зависимости от количества потребителей и обслуживаемых точек разбора горячей воды.
Изготовление бака
Для самостоятельного изготовления бака водогрейного устройства рекомендуется использовать нержавеющую листовую сталь, а также сплавы на основе алюминия или других материалов, которые обладают достаточной устойчивостью к коррозийным изменениям.
В качестве альтернативного варианта может быть использован обычный газовый баллон, стенки которого необходимо предварительно зачистить и загрунтовать, что позволит предотвратить появление неприятного запаха в горячей воде.
Бак самодельного бойлера косвенного нагрева
В подготовленном резервуаре следует проделать пять отверстий, пара из которых выполняется сбоку и используется для установки змеевика, а два - в нижней и верхней части для входа холодной и выхода горячей воды.
Чтобы сделать беспроблемной эксплуатацию водогрейного бойлера без задействования системы отопления, необходимо установить нагревательный ТЭН, для которого нужно высверлить отверстие в нижней части, обеспечив его запорными арматурными элементами или шаровыми кранами.
Теплоизоляция
К категории самых доступных и высокоэффективных теплоизолирующих материалов относятся современные вспененные полимеры, представленные пенополистиролом или пенопластом, а также пенополиуретаном и полиизоциануритом.
При использовании теплоизоляторов такого типа, обязательным является применение герметичного защитного кожуха, полностью исключающего попадание токсичных испарений в помещение.
Важно помнить, что оптимальным вариантом является теплоизоляция накопительного резервуара – базальтовой ватой, имеющей показатели плотности в пределах 35-50 кг/м 3 .
Изготовление змеевика
Для самостоятельного изготовления круглого стального змеевика используется трубогиб, но при необходимости обустраивается квадратный нагревательный элемент, все части которого представлены соединяемыми электрической сваркой, отрезками нержавеющей стальной трубы.
Уровень мощности нагрева рассчитывается в соответствии с формулой: Q = К х А х dT
, где показатели представлены:
- К - коэффициентом тепловой передачи;
- А - площадью общей поверхности нагревательного элемента;
- dT - температурной разностью теплового носителя и греющейся воды.
Размещение змеевика может осуществляться, как в центральной части резервуара, так и вдоль его стенок.
Конфигурация и размеры резервуара влияют на общее количество витков, а также диаметр нагревательного элемента.
В процессе эксплуатации водогрейного оборудования, отмечается накопление накипи и разных отложений на нагревательном элементе, поэтому периодическая чистка змеевика является обязательным мероприятием по обслуживанию бойлера.
Финальная сборка
Процесс самостоятельной сборки водогрейного прибора заключается в следующих поэтапных мероприятиях:
- монтаж змеевика;
- припаивание патрубков на трубах входа и выхода;
- приваривание опорных ножек или подвесных петель;
- установка нагревательного ТЭНа;
- плотная подгонка крышки.
Следует отметить, что особое внимание нужно уделить термоизоляции бака базальтовыми матами и их фиксации на поверхности наружных стенок.
Чтобы сделать эксплуатацию водогрейного прибора полностью безопасной, необходимо обязательно прикрутить защитный стальной кожух, покрытый порошковой краской или оцинковкой.
Подключение
На заключительном этапе выполняется подключение нагревательного элемента к контуру системы отопления в соответствии со стандартной схемой. Затем необходимо подсоединить входную и выходную трубы, а также произвести разводку по всем точкам водяного разбора.
Возможная схема подключения бойлера косвенного нагрева Omicron
Перед тем, как приступить к тестированию работоспособности самостоятельно изготовленного водо грейного прибора, следует проверить правильность подключения всех элементов.
Основные этапы изготовления бойлера представлены подготовкой подходящей емкости, изготовлением змеевика, обеспечением теплоизоляции и сборкой устройства, включая подсоединение змеевика к отопительной системе, организацию подачи холодной и вывод горячей воды.
Видео на тему
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
Устройство косвенного нагрева – специальный накопительный агрегат, который подогревает воду, не используя каких-либо дополнительных источников питания. За счет этого горячее водоснабжение частных домостроений требует от их владельцев минимальных финзатрат.
Агрегат косвенного нагрева – горячая вода за малую цену
Собственники многих частных домов сейчас устанавливают в своих жилищах двухконтурные котлы. Эти устройства способны обеспечивать домостроение не только теплом, но и горячей водой. Обычные же отопительные агрегаты такими возможностями не обладают. Это означает, что владельцу жилья приходится искать другие пути выработки подогретой воды, используемой для каждодневных хозяйственных нужд.
На первый взгляд самый простой вариант решения подобной проблемы заключается в приобретении и установке . Он быстро подогревает воду, без особых проблем монтируется своими руками. Но его стоимость, а также космические цены за потребленное электричество по душе не каждому человеку. Кроме того, проточные водонагреватели зачастую требуют полной замены электропроводки, имеющейся в доме. Такие мероприятия обходятся в копеечку.
Разумной альтернативой проточным устройствам, подогревающим воду, по мнению многих экспертов и рядовых потребителей, станет аппарат косвенного нагрева.
Он по-настоящему экономичен в работе и при этом эффективно выполняет свою задачу. К сожалению, стоимость заводского бойлера доступна не всем. В этом случае домашние умельцы имеют возможность сделать подобный агрегат самостоятельно. Чуть позже мы подробно опишем процесс его изготовления. Но сначала разберемся с принципом работы интересующего нас оборудования.
Бойлер – это бак, внутри которого монтируются трубы. По ним происходит циркуляция теплоносителя, который применяется для отопления жилища. В нижней части бака имеется входная трубка. Она предназначена для подачи холодной воды в описываемую емкость. Нагрев поступившей жидкости осуществляется за счет перемещающегося теплоносителя. Важная особенность! Снаружи бак укутывается теплоизоляционным слоем, благодаря чему подогретая вода длительное время сохраняет свою температуру. Труба для подогретой воды обычно монтируется в верхней части бака. Ее рекомендуется оснащать обычным шаровым краном, чтобы упростить процесс эксплуатации устройства.
Плюсы и минусы оборудования – бойлер хорош, но далеко не идеален
Экономичность использования косвенного водонагревателя является важным, но не единственным его достоинством. Бойлер имеет и ряд других эксплуатационных преимуществ:
- Достаточно высокая производительность. Ее конкретный показатель зависит от сечения труб, установленных в агрегат, а также от мощностных характеристики самого отопительного котла.
- Нет нагрузки на бытовую электросеть (если дополнительно не монтируется нагревающий элемент).
- Возможность эксплуатации оборудования круглогодично (требуется установка ТЭНа – специального нагревателя) и использования разных источников тепловой энергии. В ряде случаев это имеет огромное значение.
- Отсутствие участков соприкосновения между содержащим немалое количество вредных солей теплоносителем и подогреваемой водой.
Теперь разберемся с недостатками рассматриваемых водонагревателей и с возможными способами их решения. Главный минус бойлера – большие размеры бака. Агрегат занимает немало места, что может вызвать затруднения при его установке в скромных по площади помещениях. Второй недостаток заключается в том, что в крупной по объему емкости вода нагревается достаточно долго. Причем при подогреве жидкости в баке отмечается некоторое уменьшение интенсивности отопления жилища.
Установка обвязки
Из описания принципа функционирования косвенного водонагревателя видно, что без дополнительных приспособлений его можно эксплуатировать только тогда, когда работает отопительная система. То есть, используется бойлер исключительно в холодное время года. А если нам хочется постоянно получать горячую воду, вне зависимости от температуры на улице? Это вполне реально. Нужно всего лишь оснастить водонагреватель ТЭНом. Его встраивают в бак и подключают к электросети. Понятно, что при этом приходится оплачивать счета за электричество. Но зато в вашем доме всегда будет горячая вода в требуемом количестве.
Самодельный водонагреватель – популярные конструкции
Народные умельцы используют различные способы изготовления интересующих нас приспособлений. Бойлер косвенного нагрева без лишних трудозатрат реально соорудить своими руками по одному из предложенных далее вариантов:
- 1. Внутрь бака устанавливаются трубы определенного диаметра. Их можно разместить в центральной части накопительного резервуара или вдоль его боковых поверхностей. Во втором случае скорость нагрева воды будет немного выше.
- 2. Монтаж змеевика. Принцип работы устройства останется тем же. Но эффективность работы агрегата увеличится. Змеевик обычно делают из трубы (металл, пластик). Ее просто потребуется изогнуть, чтобы получить спиралевидный элемент.
- 3. Использование двух (разных по геометрическим параметрам) емкостей. В данном случае трубы не нужны. Требуется в бак с большим объемом вставить емкость меньшего размера. Теплоноситель в подобной конструкции перемещается между стенками используемых баков.
Самодельный водонагреватель
Наиболее эффективными в применении признаются системы косвенного нагрева со змеевиком. Суть в том, что изогнутая труба характеризуется большой длиной. Это дает возможность использовать потенциал теплоносителя по максимуму. Кроме того, сделать самому бак со спиральным элементом проще всего. Об этом далее.
Емкость для нагревателя – из чего сделать и как подготовить?
Бак водонагревателя разрешается изготавливать практически из любых материалов, которые обладают некоторой стойкостью к коррозионным явлениям. Можно использовать эмалированный металл, стеклокерамику, нержавейку, пластик. При выборе материала нужно учитывать следующее: пластиковые, стеклокерамические и эмалированные емкости не отличаются особой механической прочностью, кроме того, эмаль и керамика склонны к коррозии. Из-за этого уже через пару лет эксплуатации может потребоваться замена бака, сделанного из этих материалов.
А вот емкости из нержавеющей стали являются в разы долговечнее и надежнее. Проще всего сделать водонагреватель косвенного действия из обычного газового баллона. Желательно купить новую емкость. Но допускается и применение со старым баллоном. Его необходимо разрезать на две половинки, очистить внутренние стенки от загрязнений и обработать их грунтовкой (обычно наносится 2–3 слоя). Нюанс. Грунт допускается и не использовать. Но тогда в первые пару недель эксплуатации самодельного бойлера вы будете явственно ощущать запах газа, идущего от горячей воды.
В подготовленном описанным способом баллоне мы сделаем четыре отверстия. Через один будет выходить нагретая вода, второй нужен для подачи холодной жидкости. Еще два отверстия позволят соединить теплоноситель и змеевик. Затем следует позаботиться о качественной теплоизоляции бака. Самодельный бойлер необходимо утеплять максимально тщательно. Если данное условие не выполнить, показатель полезного действия устройства значительно снизится. Вода в теплом состоянии в нем будет поддерживаться совсем недолго.
Теплозащиту емкости рекомендуется производить до сборки агрегата. Это удобнее, проще и надежнее. Функцию утеплителя может выполнять практически любой теплоизолятор. Некоторые мастера используют стекловату. На корпус баллона ее крепят проволокой или клеящим составом. При желании сначала можно приклеить вату, а потом дополнительно зафиксировать ее проволочной стяжкой. Еще лучше использовать для утепления монтажную пену. Работа с ней требует минимальных трудовых затрат. А результат получается отличный.
Изготавливаем змеевик и собираем прибор – проблем не будет!
Спиралевидный элемент для бойлера делаем из пластиковой либо металлической трубы. Ее диаметр должен быть небольшим – в пределах 0,8–2 см. Трубу наматываем на большее по сечению оцилиндрованное бревно, металлическое трубное изделие либо на любую другую прочную оправку цилиндрической формы. Следим за тем, чтобы витки спирали не соприкасались друг с другом. В этом случае мы обеспечим максимальный контакт нагреваемой воды и греющей поверхности.
Число витков и длина змеевика определяются, исходя из вместимости бака. Для бойлера, изготавливаемого из 200-литрового баллона, протяженность спирали составляет около 15 м. Требуемое количество витков – 12 (при дистанции между ними около 7 см). Змеевик не следует наматывать на оправку чересчур плотно. Каждый год его придется в обязательном порядке демонтировать и очищать от скопившихся отложений. Если спираль намотать слишком сильно, снять ее будет проблематично.
Теперь собираем наш водонагреватель:
- 1. Устанавливаем змеевик вдоль стен либо в центре емкости.
- 2. Припаиваем патрубки к выходной и входной трубе.
- 3. Привариваем к корпусу устройства ушки – крепежные элементы, сделанные из металлического уголка, когда бойлер планируется повесить на стене. Если нагреватель устанавливается вертикально на пол, к его днищу нужно приварить ножки. Они обеспечат устойчивость агрегата.
- 4. На концах спирального элемента нарезаем резьбу, навинчиваем на нее контргайку. Затем выводим змеевик за пределы бака, натягиваем на его окончания прокладки из резины, а на них – муфты с резьбой. Подключаем змеевик к контуру системы отопления.
- 5. Подсоединяем устройство к входной и выходной трубе.
Финал работ – обустройство разводки труб в разные помещения (санузел, кухня). Совет. Если разводка не планируется, на кран с горячей водой устанавливаем вентиль. Проверяем все соединения на герметичность и начинаем пользоваться самодельным водонагревателем.