Бойлер косвенного нагрева своими руками. Особенности

Бойлер косвенного нагрева своими руками. Особенности

В отличие от водонагревателей, в бойлере косвенного нагрева используется энергия теплоносителя, применяемого для отопления. Для этого в бак-накопитель встраивается теплообменник, обычно имеющий форму змеевика. Проходя по нему, теплоноситель системы отопления нагревает воду, находящуюся в баке.

Нагрев воды в бойлере, как и в водонагревателе накопительного типа, происходит в течение нескольких часов, но ее температура потом долго остается стабильной, что повышает удобство использования горячей воды для душа и ванны.

Бойлер косвенного нагрева не только экономичен, он еще и более безопасен , чем водонагреватель . В случае отказа автоматики в ТЭНовых нагревателях может произойти закипание воды и разрушение самого прибора или фитинговых соединений, что приведет к утечке. В бойлере же вода не может нагреться сильнее, чем теплоноситель, обычно этот показатель находится в пределах 60-90 градусов, что безопасно и для труб, и для человека.

Плюсы использования бойлера косвенного нагрева:

• теплообменник можно подключить как к центральному отоплению, так и к котлу любого типа;
• для нагрева воды не нужна электроэнергия, газ или другое топливо, что снижает затраты на монтаж и эксплуатацию бойлера;
• температура воды стабильная, без резких скачков;
• безопасность использования даже без установки дорогостоящей автоматики — вода не закипает, при утечке или прекращении подачи холодной воды не происходит выхода прибора из строя;
• простая конструкция и монтаж позволяют дополнительно сэкономить, сделав и установив бойлер косвенного нагрева своими руками.

Минусы:

• довольно большие размеры и вес, сравнимые с водонагревателем накопительного типа;
• бойлер косвенного нагрева используется только в отопительный сезон, для летнего применения его оснащают ТЭНом;
• длительный нагрев воды, во время которого температура теплоносителя в радиаторах снижается;
• отложение солей на змеевике требует регулярной чистки и обслуживания.

На рынке представлено множество моделей бойлеров, использующих косвенный нагрев. Но при наличии минимальных навыков сварки и монтажа возможно изготовление бойлера для дома или дачи своими руками.

Бойлер косвенного нагрева чертеж. Преимущества и недостатки

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.

Изготовление бойлера косвенного нагрева своими руками. Устройство бойлера косвенного нагрева

Устройство бойлера

Бойлер косвенного нагрева – это видоизмененный теплообменник. Обычно конструкция теплообменника подразумевает трубу, которая находится в другой трубе. В случае с бойлером змеевик расположен внутри бака. Таким образом, бак берет на себя функцию наружной трубы, а змеевик – внутренней. По трубчатому змеевику циркулирует горячий теплоноситель, поступающий в него из отопительного контура. Холодная вода нагревается при соприкосновении с поверхностью горячего змеевика.

Схема нагревателя разрабатывается по технологии противотока двух сред, имеющих различную температуру. Труба, через которую в бак наливается холодная вода, присоединена к верхней части бака, а труба, доставляющая горячую воду в водопроводный кран, – к нижней. При таком расположении труб теплоноситель подается в змеевик по трубе, присоединенной к верхней части бака.

Но куда чаще реализуется схема, когда горячая вода выходит через соединение с трубой, расположенное в верхней части бака. В таком случае, расположение других труб также меняется: холодная вода подается снизу (труба, по которой она наливается в бак, монтируется в нижней его части), и подача горячего теплоносителя в змеевик также осуществляется снизу.

Важно! Целесообразнее устанавливать бойлер как можно ближе к узлу-регулятору теплоносителя, что упрощает монтажные работы и снизит теплопотери по пути следования жидкости от отопительного контура к бойлеру.

Если доступно описать принцип работы прибора, то получается следующая схема:

• горячая вода, нагретая в котле, поступает в змеевик;
• теплоноситель отдает тепло бойлеру и выходит наружу в виде охлажденной воды;
• охлажденная вода заново направляется в котел для нагрева.

Бойлер косвенного нагрева из нержавейки своими руками. Устройство водонагревателя с косвенным нагревом

Нагрев ГВС в бойлере косвенного нагрева (БКН) выполняется за счет использования тепловой энергии от независимого источника. Наиболее часто он подключается к котлоагрегату. Нагретый теплоноситель от котла с температурой от 60 до 95 С поступает во внутренний теплообменный аппарат, выполненный в форме змеевика.

Устройство водонагревателя

Нагреваемая вода в баке соприкасается с его поверхностью, через которую осуществляется процесс теплопередачи от горячей среды к нагреваемой. Максимальная температура нагрева в таких устройствах 70 С. До 150 л баки выполняются настенного типа, а с большим объемом — напольного.

В современных схемах теплоснабжения сегодня стали применять еще более прогрессивную систему подготовки ГВС с использованием принципа послойного нагрева.

Послойный нагрев воды осуществляется вначале проточным способом во встроенном пластинчатом теплообменном аппарате двухконтурного котла, а затем сохраняется в выносном баке-аккумуляторе, поэтому процесса переключения теплоносителями между контурами нагрева не происходит, что положительно влияет на работу системы отопления.

Перед тем как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками нужно знать принцип работы и назначение БКН. Мастеру также потребуется определиться, какие базовые элементы конструкции он сможет использовать:

1. Корпус БКН: из нержавейки, стальной, эмалированный или со стеклофарфоровым покрытием,, как у бойлеров Термекс на 80 литров. В самом бюджетном варианте он даже может быть в виде пластиковой бочки.
2. Теплоизолирующая оболочка, для создания аккумуляционных качеств, чтобы максимально долго сохранить нагретую воду в горячем состоянии.
3. Внутренний теплообменник, как правило, в форме змеевика.
4. Запорно-регулирующая арматура, для обслуживания и ремонта бойлера своими руками.
5. Блок управления и защиты, можно подключить самостоятельно из готовых систем, свободно реализуемых через розничную торговую сеть.

Бойлер БКН обвязывается по схеме противоточного движения сред: греющей и нагреваемой, они направляются друг другу навстречу.

Расчет змеевика бойлера косвенного нагрева. Устройство бойлера косвенного нагрева

Бойлер косвенного нагрева – это видоизмененный теплообменник. Обычно конструкция теплообменника подразумевает трубу, которая находится в другой трубе. В случае с бойлером змеевик расположен внутри бака. Таким образом, бак берет на себя функцию наружной трубы, а змеевик – внутренней. По трубчатому змеевику циркулирует горячий теплоноситель, поступающий в него из отопительного контура. Холодная вода нагревается при соприкосновении с поверхностью горячего змеевика.

Схема нагревателя разрабатывается по технологии противотока двух сред, имеющих различную температуру. Труба, через которую в бак наливается холодная вода, присоединена к верхней части бака, а труба, доставляющая горячую воду в водопроводный кран, – к нижней. При таком расположении труб теплоноситель подается в змеевик по трубе, присоединенной к верхней части бака.

Но куда чаще реализуется схема, когда горячая вода выходит через соединение с трубой, расположенное в верхней части бака. В таком случае, расположение других труб также меняется: холодная вода подается снизу (труба, по которой она наливается в бак, монтируется в нижней его части), и подача горячего теплоносителя в змеевик также осуществляется снизу.

Важно! Целесообразнее устанавливать бойлер как можно ближе к узлу-регулятору теплоносителя, что упрощает монтажные работы и снизит теплопотери по пути следования жидкости от отопительного контура к бойлеру.

Если доступно описать принцип работы прибора, то получается следующая схема:

• горячая вода, нагретая в котле, поступает в змеевик;
• теплоноситель отдает тепло бойлеру и выходит наружу в виде охлажденной воды;
• охлажденная вода заново направляется в котел для нагрева.

Бойлер косвенного нагрева из обычного. Как устроен бойлер косвенного нагрева

По сути, аппарат представляет собой обычный теплообменник.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Змеевик для бойлера косвенного нагрева. 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:

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

  

Бойлер из нержавейки своими руками. 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.