Как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками?

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.

Проект и монтаж своими руками

Главная задача на стадии проектирования своими руками – это подбор накопительной ёмкости, которая бы своим объёмом покрывала потребности в горячей воде.

Выбор накопительной емкости

Для большинства случаев эксплуатации системы расчёт потребности делается на 3-4 человека (среднестатистическая семья). Согласно нормативам, одна персона потребляет около 70 л/сут. То есть, для среднестатистической семьи вполне достаточно установить бойлер косвенного нагрева объёмом 200 л. При такой ёмкости потребность удовлетворяется полностью.

Подбору сосуда под переделку его в бойлер косвенного нагрева следует уделить особое внимание. Это должна быть ёмкость крепкая, прочная, не поддающаяся влиянию коррозии

Бак для нагрева холодной воды обычно выбирают под вертикальную установку, но не исключается также вариант монтажа в горизонтальном положении. В качестве бойлерного бака допустимо использовать тару, выполненную из прочных термостойких материалов.

Конечно же, материал тары следует выбирать с учётом его высоких антикоррозийных свойств, допустимого температурного расширения, прочих эксплуатационных характеристик.

Подходящими материалами можно считать:

• алюминий;
• нержавеющую сталь;
• специальные полимеры.

Следует помнить: бойлеры любого типа относятся к сосудам, работающим под давлением. К тому же теплоноситель системы отопления может нагреваться до высокой температуры (90ºС и выше). Исходя из этих свойств бойлерных установок, следует проектировать и строить систему своими руками.

На практике нередко встречаются реально абсурдные конструкции, тоже сделанные своими руками, к примеру, на базе обычной молочной фляги или столовой кастрюли. Таких решений следует избегать.

Такой выглядит пародия на бойлер косвенного нагрева. Сделано своими руками достойно, но для сопоставления с реально надёжным и эффективным устройством необходим совершенно иной подход

Проект бойлера косвенного нагрева, исполняемого своими руками, включает в себя ещё и расчёт трубчатого змеевика. Здесь необходимо рассчитать требуемую тепловую мощность этого устройства, чтобы по результатам расчёта определить длину трубы змеевика и её диаметр.

Расчет длины змеевика

Традиционным материалом для изготовления змеевиков бойлеров является медь или латунь. Рекомендуется выбирать именно один из этих материалов, так как оба материала обладают высоким коэффициентом теплопередачи.

Эффективность работы змеевика (время нагрева и набор требуемой температуры) во многом зависит от правильного расчёта. Также важно грамотно выполнить монтаж спирали внутри сосуда

Для расчёта необходимых значений на изготовление бойлерного змеевика подойдёт формула:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

Буквенные обозначения здесь:

• L – длина трубки,
• Q – тепловая мощность змеевика,
• D – диаметр трубки,
• Tг – температура горячей воды,
• Tх – температура холодной воды.

Давайте разберем пример, как рассчитать длину медной трубы под спираль мощностью 20 кВт для бойлера косвенного нагрева.

Есть медная труба диаметром 10 мм, приобретённая на рынке в бухте. Под бойлер взят сосуд ёмкостью 200 л. Расчётные значения температур холодной и горячей воды: 15ºС и 80ºС, соответственно.

Требуется определить размер длины медной трубы, достаточный для производства теплообменной трубчатой спирали мощностью 20 кВт. По формуле проводится следующий расчёт: 20/0,01*(80-15)*3,14. Результат расчёта: требуемая длина медной трубы составит 10 метров.

Изготовление и обработка змеевика

Для изготовления змеевика бойлера косвенного нагрева ёмкостью 150-200 литров, как правило, берётся медная или латунная трубка диаметром 10 – 20 мм. Трубка закручивается спиралью с учётом остаточного зазора в 5-7 мм между витками.

Зазор требуется делать обязательно (допускается после намотки раздвигать витки), так как необходима компенсация расширения металла. К тому же при таком исполнении спирали достигается полный контакт воды с поверхностью медной (латунной) трубки.

Пример самостоятельной намотки змеевика для бойлера косвенного нагрева. В качестве барабана применяется полиэтиленовая толстостенная труба. После намотки витки раздвигаются на 1-2 мм

В принципе, медные или латунные змеевики можно отыскать уже готовые для эксплуатации. Например, взять змеевик от какого-нибудь технологического оборудования. Но тогда придётся учесть размеры имеющейся ёмкости и соответствие спирали по мощности теплообмена.

Зачастую выполнить подбор в точном соответствии с параметрами не удаётся. Поэтому дабы не терять драгоценного времени в этом смысле выгоднее изготовить трубчатый спиральный нагреватель самостоятельно.

Изготовить змеевик своими руками без опыта сложно, но такая задача выполнима. Здесь главное – выполнить качественную намотку спирали. Под намотку медной (латунной) трубки рекомендуется использовать барабан из подходящего материала.

Диаметр барабана меньше внутреннего диаметра бойлерной ёмкости примерно на 10-15%. В итоге, если внутренний диаметр бака 500 мм, значит, значение диаметра змеевика составит:  (500 – 500/10) = 450 мм.

Один из возможных вариантов установки резьбового фитинга на концевой части трубы змеевика. Свободный конец фитинга с резьбой будет входить в отверстие на стенке сосуда

На концевых частях трубки, свитой в спираль, потребуется смонтировать контактные резьбовые фитинги. Для решения этой задачи необходимо:

1. Получить ровный срез на концах трубы, обработав их труборезом.
2. Надеть на концевые части трубы обжимные гайки.
3. Обработать края трубы развёрткой.
4. Установить фитинги и плотно подтянуть их к трубе гайками.

Не обязательно применять исключительно резьбовые двухсторонние фитинги. Если есть навыки пайки медных труб и соответствующий инструмент, можно методом пайки установить односторонние резьбовые фитинги.

Также в зависимости от материала корпуса сосуда, не исключается вариант пайки непосредственно к стенкам ёмкости. Однако при самостоятельном изготовлении бойлера косвенного нагрева этот шаг не рекомендуется по причине сложной технологической операции.

В собранном на фитингах или спаянном виде, теплообменный элемент (змеевик бойлерный) уже можно считать готовым к установке и последующей эксплуатации. Останется подготовить место для монтажа непосредственно на бойлерной ёмкости и внедрить водяной нагреватель в состав сосуда.

Подготовка бойлерной емкости

Как поместить готовую медную (латунную) спираль внутрь бойлерного бака, если ёмкость цельная? В этом случае придётся аккуратно срезать верхнюю часть и сделать крышку, которая будет крепиться на корпусе сосуда болтами.

Посадочные места крышки и бака выравниваются, шлифуются, оснащаются резиновой прокладкой. Между тем внутренний монтаж (и обслуживание) видится более удобным, если на ёмкости сделать две крышки – сверху и снизу.

Пример устройства крышки на сосуде, который используется под бойлер косвенного нагрева. Уплотнение достигается прокладкой и болтовым крепежом по всей окружности

После установки крышки на бойлерной ёмкости проблема с монтажом змеевика внутри бака отпадает сама собой. Теперь достаточно высверлить два отверстия на корпусе сосуда, ориентируясь под расположение концевых частей трубы спирали. Диаметр отверстий должен соответствовать диаметру резьбовой части фитингов с запасом на 1-2 мм.

Резьбовые части фитингов пропускают в отверстия, предварительно установив уплотнительные прокладки. Затем с наружной стороны стенки бака накручивают встречные фитинги и плотно стягивают соединение.

При таком креплении нагревательная спираль вполне устойчива, но дополнительные опоры сделать необходимо. Ход теплоносителя под давлением  внутри трубы часто сопровождается появлением вибраций. Дополнительные опоры будут компенсировать дефект.

Вариант перехода от трубок змеевика бойлера к магистральным линиям с теплоносителем системы отопления. Прямые фитинги одновременно исполняют роль крепежа

На корпусе бойлера косвенного нагрева также нужно сделать отверстия для набора и слива воды, запрессовать в них короткие патрубки, а на патрубках смонтировать запорные краны. При желании можно дополнить аппарат стрелочным термометром.

Завершив монтаж всех компонентов, корпус сосуда закрывают снаружи утепляющим материалом. Здесь удачно подойдёт минеральная вата с верхним фольгированным покрытием.

Установка предохранительного клапана для водонагревателя

Это небольшое устройство играет в схеме подключения бойлера важную роль. Когда вода в баке начинает нагреваться, она расширяется в объеме и в результате возрастает давление.

Когда оно достигает критического значения, срабатывает предохранительный клапан и сбрасывает часть воды, чтобы снизить давление. Поэтому патрубок клапана необходимо соединять гибкой трубкой с выходом канализации.

В резервуарах большой емкости принято дополнительно ставить мембранный расширительный бак (экспанзомат). Он способен скомпенсировать больший объем расширяющейся жидкости. При этом важно при покупке бака выбрать тот, что предназначен для систем водоснабжения, а не отопления. Распознать его можно по величине максимального рабочего давления 7—8 Бар (у бачков для отопления 3 Бар).

Проект и монтаж собственноручно

Главная задача на стадии проектирования собственноручно – это выбор накопительной ёмкости, которая бы своим объёмом покрывала надобности в горячей воде.

Выбор накопительной емкости

Для большинства случаев эксплуатации системы расчёт надобности делается на 3-4 человека (средне-статистическая семья). Согласно нормативам, одна личность потребляет около 70 л/сут. Говоря иначе для семьи с усредненным доходом вполне достаточно установить бойлер объёмом 200 л. При аналогичной ёмкости необходимость удовлетворяется полностью.

Бак для нагрева холодной воды во многих случаях выбирают под вертикальную установку, но очень вероятно также вариант монтажа в горизонтальном положении. В качестве бойлерного бака разрешается использовать тару, выполненную из крепких термостойких материалов. Конечно, материал тары следует выбирать с учётом его высоких антикоррозийных показателей, потенциального температурного расширения, прочих рабочих параметров.

Подходящими материалами можно считать:

• алюминий;
• нержавеющую сталь;
• специальные полимеры.

Следует помнить: бойлеры различного типа относятся к сосудам, работающим под давлением. К тому же, что теплоноситель системы отопления может прогреваться до высокой температуры (90?С и выше). Если исходить из этих свойств бойлерных установок, следует проектировать и сооружать систему собственноручно.

На практике нередко встречаются по реальному абсурдные конструкции, тоже сделанные собственноручно, к примеру, на базе обычной молочной фляги или столовой кастрюли. Таких решений следует избегать.

Проект бойлера косвенного нагрева, исполняемого собственноручно, включает в себя ещё и расчёт трубчатого змеевика. Здесь необходимо сосчитать требуемую тепловая мощность такого устройства, чтобы по результатам расчёта определить длину трубы змеевика и её диаметр.

Расчет длины змеевика

Традиционным материалом для изготовления змеевиков бойлеров считается медь или латунь. Лучше выбирать собственно один из этих материалов, так как оба материала обладают высоким показателем теплопередачи.

Для расчёта необходимых значений на изготовление бойлерного змеевика подходит формула:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

Буквенные определения здесь:

• L – длина трубки,
• Q – тепловая мощность змеевика,
• D – диаметр трубки,
• Tг – температура горячей воды,
• Tх – температура холодной воды.

Давайте разберем пример, как сосчитать длину медной трубы под спираль мощностью 20 кВт для бойлера косвенного нагрева.

Есть медная размер трубы 10 мм, приобретённая на рынке в бухте. Под бойлер взят сосуд ёмкостью 200 л. Расчётные значения температур холодной и горячей воды: 15?С и 80?С, естественно. Нужно определить размер длины медной трубы, достаточный для производства теплообменной трубчатой спирали мощностью 20 кВт. По формуле проходит следующий расчёт: 20/0,01*(80-15)*3,14. Результат расчёта: требуемая длина медной трубы как правило составит 10 метров.

Изготовление и обработка змеевика

Для изготовления змеевика бойлера косвенного нагрева ёмкостью 150-200 литров, по большей части, берётся медная или латунная трубка диаметром 10 – 20 мм. Трубка закручивается спиралью с учётом остаточного зазора в 5-7 мм между виточками.

Просвет требуется делать первоочередно (позволяется после намотки раздвигать витки), так как необходима компенсация увеличения металла. К тому же, что при аналогичном выполнении спирали достигается полный контакт воды с поверхностью медной (латунной) трубки.

В основном, медные или латунные змеевики можно отыскать уже готовые для эксплуатирования. Например, взять змеевик от какого-нибудь тех. оборудования. Но тогда необходимо будет учесть размеры имеющейся ёмкости и соответствие спирали по мощности передачи тепла.

Довольно часто выбрать в точном согласии с параметрами не удаётся. Вследствии этого, дабы не терять дорогого времени, в этом смысле выгодно выполнить трубчатый спиральный нагреватель самостоятельно.

Выполнить змеевик собственноручно без опыта тяжеловато, но такая задача реальна. Здесь основное — выполнить хорошую намотку спирали. Под намотку медной (латунной) трубки рекомендуется использовать барабан из хорошего материала. Диаметр барабана меньше диаметра в середине бойлерной ёмкости примерно на 10-15%. В конце концов, если диаметр в середине бака 500 мм, значит, значение диаметра змеевика как правило составит: (500 – 500/10) = 450 мм.

На концевых частях трубки, свитой в спираль, потребуется установить контактные фитинги с резьбой. Чтобы решить эту задачу необходимо:

1. Получить ровный срез на концах трубы, отделав их труборезом.
2. Надеть на концевые части трубы обжимные гайки.
3. Обработать края трубы развёрткой.
4. Установить фитинги и плотно подтянуть их к трубе гайками.

Совсем не нужно применять исключительно резьбовые двухсторонние фитинги. Если есть способности пайки медных труб и хороший инструмент, можно способом пайки установить односторонние фитинги с резьбой.

Также, в зависимости от материала корпуса сосуда, очень вероятно вариант пайки именно к стенкам ёмкости. Однако при самостоятельном изготовлении бойлера косвенного нагрева данный шаг не рекомендуется из-за причины сложной технологической операции.

В собранном на фитингах или спаянном виде, теплообменный элемент (змеевик бойлерный) уже можно считать готовым к установке и последующей эксплуатации. Остается подготовить место для установки именно на бойлерной ёмкости и внедрить водяной нагреватель в состав сосуда.

Подготовка бойлерной емкости

Как поместить готовую медную (латунную) спираль внутрь бойлерного бака, если ёмкость целостная? В этом случае необходимо будет бережно срезать верхнюю часть и сделать крышку, которая будет крепиться на корпусе сосуда болтами.

Места для посадки крышки и бака становятся идеальными, шлифуются, оснащаются резиновой прокладкой. Между тем внутренний монтаж (и обслуживание) видится более уютно, если на ёмкости сделать две крышки – сверху и снизу.

Как только случилась установка крышки на бойлерной ёмкости проблема с монтажом змеевика внутри бака отпадает сама собой. В настоящий момент достаточно высверлить два отверстия на корпусе сосуда, определяясь под расположение концевых частей трубы спирали. Диаметр отверстий должен соответствовать диаметру резьбовой части соединителей с запасом на 1-2 мм.

Резьбовые части соединителей пропускают в отверстия, заблаговременно установив уплотнительной прокладки. Потом с наружной стороны стены бака накручивают встречные фитинги и плотно стягивают соединение.

При аналогичном креплении нагревательная спираль вполне неуязвима, но дополнительные опоры сделать необходимо. Ход носителя тепла под давлением внутри трубы часто сопровождается появлением вибрации. Дополнительные опоры будут компенсировать недостаток.

На корпусе бойлера косвенного нагрева также нужно сделать отверстия для набора и водного слива, запрессовать в них короткие патрубки, а на патрубках установить краны запорного типа. При желании можно дополнить аппарат стрелочным термометром. Завершив монтаж всех компонентов, корпус сосуда закрывают снаружи утеплительным материалом. Здесь прекрасно подходит вата на основе минералов с верхним фольгированным покрытием.

Водонагреватель накопительный, косвенный бойлер

Для того чтоб получился нагреватель воды еще и коственного типа — накопительный, чтоб нагревался от системы отопления, вырезаем отверстия диаметром 50 для теплообменника, иными словами труба в трубе. Насквозь просуньте трубу и заварите стыки, заглушки и соединительные резьбы. Потом когда будете подключать нагреватель воды к котлу или отоплению — подачу подведите сверху, а обратку выведите снизу косвенного бойлера. Можно вообще приварить его на вертикальном стояке подачи идущей от отопительного котла, меньше труб и отпадает вопрос крепления на стену. Есть и другие варианты для косвенного прогрева, но приведенный самый легкий в плане исполнения.

Все это дело свариваем газосваркой или сваркой электрической. Берем уголок стальной и делаем ушки для крепления и монтажа бойлера на стену. Я обычно для крепления использую заводские загнутые с одного края болты два штуки, их вполне достаточно, спросите на рынке — крепеж для бойлеров.

Далее нагреватель воды следует обернуть теплоизоляцией, красиво и хорошо держит тепло подложка под ламинат. Купите два метра и по толще (от 5-ти мм.), вырежите два круга для шапки, придайте с помощью смекалки, фломастера и ножниц им необходимую форму. Оставшимся утеплителем оберните балон вкруговую сначала блестящей стороной к баку, второй слой блестяшкой наружу. Получается как термос и можно уже приступать к утановке бойлера.

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.

Чтобы рассчитать приблизительные потребности в ГВС, используют следующую таблицу:

Место водозабора	Примерный расход воды (л)	Обычная температура	Расход воды из бойлера (л)
Кухонная мойка	от 10 до 20	50°С	от 5 до 10
Ванна	от 110 до 180	40°С	от 50 до 85
Душ	от 30 до 50	37°С	от 16 до 27
Умывание	от 3 до 8	37°С	от 1 до 3

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.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

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.

Все, что нужно знать о водоснабжении частного дома из скважины в этой статье.

Как правильно сваривать полипропиленовые трубы? Необходимые инструменты и инструкция.

Конструкция

Устройство бойлера довольно простое. В баке из материала, не подверженного коррозии, расположен теплообменник в виде змеевика или бака меньшего размера. Теплообменник для увеличения теплоотдачи выполняют из материала с высокой теплопроводностью, обычно из меди.

Бак оснащен штуцерами для подвода и отбора воды. Ввод холодной воды расположен снизу бака и оснащен обратным клапаном, через него же, с помощью обводного вентиля, производят слив. Выводной патрубок для горячей воды располагают в верхней части бака.

Стенки бака для уменьшения тепловых потерь необходимо хорошо утеплить. Для этого можно использовать различные материалы, но наилучший вариант — полиуретан, он обладает высокими теплоизоляционными качествами, при этом не боится влаги, хорошо гасит шум воды, возникающий при нагреве, долговечен и экологически безопасен.

Чтобы сделать бойлер своими руками проще всего поместить бак-накопитель в бачок или корпус аналогичной формы чуть большего размера и заполнить пространство между ними полиуретановой пеной из баллона.

Для измерения и регулировки температуры бойлер оснащают термометром и термостатом. Этот элемент не обязателен, но существенно увеличивает удобство использования нагревателя. Чтобы уменьшить внутреннюю коррозию, можно также встроить в бак магниевый анод, предназначенный для водонагревателей ТЭНового типа. Их продают в сервисных центрах обслуживания или в магазинах бытовой техники.

Инструкция по подключению и запуску системы

При подготовке бойлера к работе его первым делом подключают к отопительной системе. Это может быть сеть домашнего автономного котла или центральная магистраль. В процессе подключения крышка бака водонагревателя должна быть открыта. Когда все трубы соединены между собой в нужном порядке, открывают запорный кран трубы обратки, чтобы убедиться в отсутствии протечек в местах соединений и самих трубах.

Если протечки не обнаружены, можно открыть кран подачи теплоносителя в змеевик. После того, как спираль прогреется до нормальной температуры, конструкцию еще раз осматривают на предмет протечек.

Если все в порядке, крышку бака закрывают и набирают в него воду, а также открывают кран подачи горячей воды в водопровод. Теперь можно оценить качество нагрева.

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

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

Объём накопительного резервуара, л	Мощность оборудования, кВт	Длина теплообменника, м	Диаметр резервуара бойлера, м	Диаметр витка, м	Количество витков
200	30	15	0,5	0,4	12
150	22,5	11	0,5	0,4	9
100	15	7,5	0,4	0,3	8
50	7,5	4	0,4	0,3	5

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.

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.

Расчет 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:

Формула для вычисления обей длины трубы для бойлера

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:

По приведенной ниже 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

Виды самодельных бойлеров косвенного нагрева

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.

Чертежи бойлера косвенного нагрева

Материалы и детали, необходимые для изготовления бойлера

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:

Как выбрать подходящую насосную станцию для частного дома?

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.

Порядок монтажа

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:

Источники

• https://klimatlab.com/vodosnabzhenie/vodoprovod/bojler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/vodonagrevatel/bojler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami.html
• https://ManRem.ru/boyler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami-ustroystvo-samodelnogo-boylera/
• https://mymeizu-online.ru/klimat/kosvennyj-bojler-svoimi-rukami.html
• https://kupisantehniky.ru/bojler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami-ustrojstvo-samodelnogo-bojlera/
• https://AvtonomnoeTeplo.ru/vodonagrevateli/718-samodelnyy-boyler-kosvennogo-nagreva.html
• https://gidpopechkam.ru/bojlery/kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami.html
• https://TechnoSova.ru/klimaticheskaja-tehnika/bojler/kak-sdelat-bojler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami/
• https://legkovmeste.ru/stroitelstvo-i-remont/otoplenie/boyler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami.html
• https://ProUteplenie.com/otoplenie/boyler-kosvennogo-nagreva-svoimi-rukami-ustroystvo-samodelnogo-boylera
• https://TeploRes.ru/montazh-i-remont/kak-sdelat-vodonagrevatel.html
• https://vse-otoplenie.ru/bojler-kosvennogo-nagreva-izgotovlenie-kotla-svoimi-rukami