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.
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.
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.
Экономичность использования косвенного водонагревателя является важным, но не единственным его достоинством. Бойлер имеет и ряд других эксплуатационных преимуществ:
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.
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:
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.
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.
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:
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.
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.
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
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.
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:
Схема изготовления бойлера:
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:
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.
Длина змеевика для бойлера высчитывается по формуле:
L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14
В формуле учитывается:
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.
P= 0,0011*m*(tk-tн)/T
Расчетными считаются следующие значения:
С проблемой отсутствия горячей воды сталкиваются даже жители многоквартирных домов, снабжённых централизованной системой горячего водоснабжения.
Если владельцы частных домов не позаботились об установке двухконтурного котла, обеспечивающего коттедж, как теплом, так и горячей водой, то и они начинают искать способ получить достаточное количество подогретой воды для хозяйственных нужд.
Даже в идеальном варианте, когда дом газифицирован, установка газовой колонки не всегда полностью решает проблему получения горячей воды в достаточном количестве.
Для того, чтобы в кране появилась горячая вода, должно пройти некоторое время, а при пользовании душем температура воды может резко упасть, если начинают пользоваться точкой отбора воды на кухне. Эти недостатки всегда свойственны проточным водонагревателям, где нагрев воды происходит с помощью газа или электроэнергии.
При использовании бойлера косвенного нагрева таких проблем не появляется, так как их устройство позволяет сохранить температуру воды постоянной
.
Если подсчитать стоимость получения горячей воды при использовании проточных водонагревателей и сравнить её с затратами на обогрев воды бойлерами косвенного нагрева, очевидно, что работа последних обходится потребителям значительно дешевле.
Однако приобретение такого водонагревателя промышленного изготовления обойдётся в немалую сумму . Обычно необходимый объём конструкции подсчитывается исходя из количества людей, проживающих в доме. В сутки для одного человека потребуются не менее 50 литров горячей воды.
Для семьи из четырёх человек
, необходимо приобрести бойлер косвенного нагрева с минимальным объёмом 200 литров. В зависимости от изготовителя, приобретение такой модели обойдётся владельцам дома 35-45 тыс. рублей
.
Поскольку его конструкция не слишком сложная, то многие владельцы жилья изготовляют устройство самостоятельно.
Прежде, чем браться за изготовление такого нагревательного устройства, следует разобраться, каким образом он работает, а для этого изучить его устройство. Бойлер косвенного нагрева является обычным баком, внутри которого находятся трубы. По ним циркулирует теплоноситель.
Источником тепла может быть система отопления. Внутрь бака подаётся вода, постепенно нагревающаяся до температуры, обусловленной параметрами теплоносителя. Поскольку забор воды для хозяйственных нужд производится с верхней части бака, то её температура остаётся стабильной, пользоваться согретой водой удобно.
Таким образом, можно частный дом, где имеется отопительная система, функционирующая на любом виде топлива, обеспечить горячей водой в достаточном количестве. Бойлер косвенного нагрева можно использовать и в многоэтажных домах, подключив его в отопительную систему.
Правда, функционировать он будет только в отопительный сезон. Для того, чтобы устройством можно было пользоваться при отсутствии отопления, в конструкцию добавляют электрический ТЭН, включая его в сеть по мере необходимости.
В самом популярном варианте конструкции для прохода теплоносителя используют змеевик, изготовленный из металлической трубы. Змеевик помещают в бак, заполняют ёмкость водой, а затем пропускают теплоноситель.
При контакте со змеевиком холодная вода в баке нагревается. Если трубы с теплоносителем разместить вдоль стен ёмкости, работать хуже накопительный бойлер не станет.
Домашние мастера постоянно придумывают новые конструкции устройства. Существует вариант, позволяющий обойтись без труб для теплоносителя. В этом случае используют две ёмкости, имеющий различный диаметр. Их вставляют друг в друга, в меньшую подают холодную воду, а теплоносителю отводится место между их стенками.
Однако использование змеевика даёт более быстрый нагрев воды , так как труба такой формы имеет большую длину, а это даёт возможность более эффективно использовать теплоноситель. Существуют и другие конструкции, но вышеописанные наиболее просто изготовить самостоятельно.
В первую очередь необходимо подобрать ёмкость для изготовления бака.
Лучшим выбором материала является нержавеющая сталь. Можно использовать готовую бочку, заказать бак необходимого размера, либо приобрести газовый баллон. Он имеет достаточную прочность, подходящие габариты и форму. Ещё одним вариантом для изготовления бака может быть ёмкость, изготовленная из термостойкого пластика.
В баке следует сделать отверстия необходимого размера. Два отверстия понадобятся для присоединения трубопроводов подачи холодной и вывода горячей вода. Одно из них делается внизу бака, а другое в верхней его части. Ещё два отверстия будут необходимы для монтажа змеевика, предназначенного для прохода теплоносителя.
Для изготовления змеевика отлично подойдёт трубка из латуни или меди. Эти материалы хорошо передают тепло, и им достаточно легко придаётся необходимая форма. Можно также использовать трубы малого диаметра из пластика.
Для того, чтобы изготовить змеевик, трубу необходимой длины наматывают на основу, которой может быть прочная металлическая труба или оцилиндрованное бревно.
Для того, чтобы трубка, предназначенная для змеевика, была изогнута равномерно, без заломов, перед началом работы её полностью заполняют песком. Тогда змеевик получится правильной формы, одинакового диаметра по всей его длине.
Часто начинающие мастера не знают, как правильно рассчитать размеры змеевика. Его параметры зависят от нескольких факторов – следует учесть объём ёмкости, материал изготовления змеевика и температуру теплоносителя. Считается, что на каждые 10 литров объёма воды для нагрева требуется 1,5 кВт тепловой мощности .
Исходя из объёма бака, температуры теплоносителя и температуры поступающей воды, вычисляется необходимая длина змеевика. Для этого используют специальную формулу подсчёта. Для ёмкости объёмом 200 литров, при использовании змеевика с диаметром 10 мм, его длина будет составлять около 15-ти метров .
Ещё до монтажа накопительного бойлера следует определиться, каким образом будет производиться его теплоизоляция. Обойтись без неё не удастся, так как естественные потери тепла велики и КПД водонагревателя окажется слишком низким. Идеальным способом для теплоизоляции бака будет помещение его внутри подходящей ёмкости, а затем заполнение её монтажной пеной.
Для сборки бойлера следует позаботиться о наличии штуцеров, гаек, резиновых уплотнителей, шаровых кранов. При изготовлении конструкции из газового баллона потребуется сварочное оборудование.
Смотрите видео о том, как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками:
Монтаж бойлера косвенного нагрева, в котором теплоноситель подаётся по змеевику, начинается с его установки. На концах змеевика нарезается резьба, на которую накручивается контргайка, а затем они вставляются в подготовленные отверстия бака так, чтобы контргайки имели упор.
Часть змеевика с резьбой должна выходить за пределы поверхности бака. На них надевают резиновые прокладки, а поверх них накручиваются резьбовые муфты. В результате этих манипуляций змеевик надёжно фиксируется, при этом появляется возможность его подключения к отопительной системе.
Следующим этапом работы является подключение бака к холодной воде и отвод в необходимое место крана горячей воды. Завершающей частью монтажа будет утепление водонагревателя, но перед этим следует проверить герметичность всех соединений.
Таким образом, можно обеспечить свой дом достаточным количеством горячей воды с минимальными затратами. Стоимость приобретённых материалов обойдётся в незначительную сумму, особенно если сравнить её с моделями, изготовленными промышленным способом. Цена бойлера заводского исполнения начинается от 20 тысяч рублей за модели фирмы Drazice OKC.
Видео о том, как правильно подключить бойлер косвенного нагрева своими руками:
Наличие водопровода с горячей водой – это часть привычного комфорта для современного жилища. Однако не всегда удаётся решить задачу подвода централизованных коммуникаций к загородной недвижимости.
Поэтому владельцы частных домовладений устраивают автономное снабжение горячей водой, используя в качестве источника нагрева отопительный контур. Для решения задачи потребуется всего лишь соорудить бойлер косвенного нагрева своими руками.
Мы расскажем, как сделать полезный в быту прибор. В статье подробно описаны правила установки и подключения оборудования, поставляющего санитарную воду в точки разбора воды. Вы узнаете, как подготовить бойлер к запуску и как ввести его в эксплуатацию.
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
