Доступ к горячей воде через водопровод — привычный комфорт в современном доме. Но подключение центральной системы к загородному участку не всегда возможно.
Владельцы частных домов строят автономное водоснабжение горячей водой, применяя для нагрева отопительный контур. Для выполнения этой задачи достаточно построить бойлер косвенного нагрева самостоятельно.
В этой статье представлено руководство по изготовлению полезного устройства для дома. Подробно рассмотрены инструкции по установке и подключению оборудования для подачи питьевой воды в места разбора. Узнайте, как подготовить водонагреватель к запуску и осуществить его пуско-наладку.
Устройство бойлера косвенного нагрева
В своей основе устройство является типовым теплообменником.
В отличие от традиционных теплообменников, где применяется принцип «труба в трубе», здесь элементы обмена теплом — это накопительный сосуд и трубчатый змеевик. Накопительный сосуд выполняет функцию наружной трубы, внутри которой размещён внутренний или змеевик.
Через трубчатый змеевик пропускается теплоноситель отопительной системыВнутреннее пространство сосуда наполняют холодной водой. Теплоноситель подогревает стенки трубок змеевика, передавая тепло холодной воде в сосуде.
Схема бойлера косвенного нагрева Процесс обычно выполняется с помощью технологии противотока двух сред с разным температурным режимом. Если выход горячей воды расположен в нижней части резервуара, а патрубок для холодной воды находится выше, подача теплоносителя в змеевик осуществляется сверху.
Инвертированная настройка реализуется при смене мест входа и выхода холодной воды. В реальных системах преобладают конфигурации с верхней точкой отвода горячей воды.
Поскольку водонагреватель косвенного действия входит в категорию тепловых сантехнических устройств, сам агрегат и прилегающие трубопроводные системы нуждаются в теплоизоляции.
Монтаж системы целесообразно проводить рядом. котла системы отопленияЭтот способ сократит расходы на установку техники и уменьшит тепловые потери между системой обогрева и косвенным нагревателем воды.
Фото-подборка демонстрирует изготовление простого бойлера косвенного нагрева.
Проект и монтаж своими руками
Главная задача на стадии проектирования — выбор накопителя с объемом, достаточным для покрытия потребностей в горячей воде.
Выбор накопительной емкости
При расчете объема бойлера учитывается, что в среднем один человек потребляет около 70 литров воды в сутки. Для большинства семей из 3-4 человек вполне подходит бойлер косвенного нагрева объемом 200 литров.
Бак для нагрева холодной воды чаще всего устанавливают вертикально, но можно монтировать его и горизонтально. Для него подойдёт вместилище из прочных жаропрочных материалов.
При выборе материала для тары важно учитывать её антикоррозийные свойства, допустимое температурное расширение и другие характеристики.
Подходящими материалами можно считать:
- алюминий;
- нержавеющую сталь;
- специальные полимеры.
Помните: бойлеры любого типа – сосуды, работающие под давлением. Теплоноситель системы отопления может нагреваться до высоких температур (90ºС и выше). На основании этих свойств нужно проектировать и строить систему самостоятельно.
В реальности порой можно увидеть довольно странные самоделки, например, из простой алюминиевой фляги или обычной кастрюли.
Самостоятельное изготовление бойлера косвенного нагрева подразумевает расчет трубчатого змеевика. Для этого требуется высчитать необходимую тепловую мощность устройства, а затем, исходя из результатов расчета, определить длину трубы змеевика и его диаметр.
Расчет длины змеевика
Для создания змеевиков бойлеров традиционно используют медь или латунь. Выбор между этими материалами несложен, так как оба характеризуются высоким коэффициентом теплопередачи.
Чтобы вычислить нужные параметры для производства змеевика в бойлере, можно использовать формулу:
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.
Рассмотрим расчет длины медной трубы для спирали теплообменника бойлера косвенного нагрева с мощностью 20 кВт.
Медная труба диаметром 10 мм, купленная на рынке в бухте, предназначена для подключения бойлера объемом 200 литров. Расчетные температуры холодной и горячей воды составляют 15ºС и 80ºС соответственно.
Для производства теплообменной трубчатой спирали мощностью 20 кВт нужно определить длину медной трубы. Расчет по формуле: 20 / 0,01 * (80 — 15) * 3,14 дает результат: требуемая длина медной трубы — 10 метров.
Изготовление и обработка змеевика
Для изготовления змеевика бойлера косвенного нагрева объемом 150-200 литров обычно используют медную или латунную трубку диаметром 10–20 мм. Трубку закручивают спиралью с зазором между витками 5-7 мм.
Зазор обязателен (после намотки допустимо раздвигать витки) для компенсации расширения металла. При этом достигается полный контакт воды с поверхностью медной или латунной трубки.
Готовые медные или латунные змеевики можно найти, например, у избыточного технологического оборудования. Однако стоит учесть объём имеющейся ёмкости и мощностное соответствие спирали.
Иногда подобрать готовый вариант, полностью соответствующий требованиям, бывает сложно. Чтобы не тратить время на поиски подходящего решения, целесообразно изготовить трубчатый спиральный нагреватель самостоятельно.
Изготовление змеевика своими руками без опыта затруднительно, но осуществимо. Главное — качественная намотка спирали. В качестве барабана для намотки медной (латунной) трубки следует использовать подходящий материал.
Диаметр барабана примерно на 10-15% меньше внутреннего диаметра бойлерной емкости. При внутреннем диаметре бака 500 мм, диаметр змеевика составит 450 мм.
На концах трубки, сплетенной спиралью, установите контакты. резьбовые фитинги. Для решения этой задачи необходимо:
- Чтобы получить ровные края трубы, нужно использовать труборезы.
- Зафиксировать обжимными гайками концы трубы.
- Обработать края трубы развёрткой.
- Прикрепите фитинги к трубе и затяните гаечные соединения.
Использование исключительно резьбовых двусторонних фитингов не является обязательным. При наличии навыков пайки медных труб и подходящего инструмента допускается установка односторонних резьбовых фитингов с помощью пайки.
В зависимости от материала корпуса сосуда возможно припаивание к стенкам емкости. Однако при самодельном изготовлении бойлера косвенного нагрева этот этап не советуют из-за сложности технологии.
После сборки на фитингах или спайки теплообменник (змеевик бойлерный) готов к установке и работе. Остаётся подготовить место для монтажа на бойлерной ёмкости и установить водяной нагреватель внутри сосуда.
Подготовка бойлерной емкости
Чтобы установить готовый медный (латунный) виток внутри цельного бойлерного бака, необходимо аккуратно снять верхнюю часть и создать крышку, прикрепляемую к корпусу сосуда с помощью болтов.
Для посадки крышки и бака выравнивают, шундуют, устанавливают резиновую прокладку. Внутреннюю сборку и обслуживание проще производить, если на емкости будет две крышки: сверху и снизу.
Установка крышки на бойлерной емкости устраняет проблему монтажа змеевика внутри бака. После этого достаточно высверлить два отверстия в корпусе сосуда, ориентируясь по расположению концевых частей трубы спирали. Диаметр отверстий должен быть равен диаметру резьбовой части фитингов с запасом 1-2 мм.
В отверстия устанавливаются резьбовые части фитингов с прокладками-уплотнителями. Снаружи боковой поверхности бака завинчивают встречные фитинги и крепко затягивают соединение.
При таком креплении нагревательная спираль достаточно устойчива, однако для исключения вибрации от потока теплоносителя требуется установка дополнительных опор.
На корпусе бойлера косвенного нагрева необходимо сделать отверстия для набора и слива воды, запрессовать в них короткие патрубки, а на патрубках смонтировать запорные краны. По желанию к аппарату можно подключить стрелочный термометр.
После установки всех элементов, корпус сосуда утепляют снаружи. Для этого хорошо подходит минеральная вата с фольгированным верхом.
Инструкция по подключению и запуску системы
Сначала установить ручной водонагреватель косвенного нагрева к системе отопления. При применении автономной отопительной системы, бойлер включают в сеть домашнего котла.
Механическое подключение выполняется при открытой крышке на бойлерной емкости. После подключения необходимо слегка открыть запорный кран, соединяющий обратную линию теплоносителя, и проверить отсутствие протечек как снаружи, так и внутри устройства.
Отсутствии протечек, открывают линию подачи теплоносителя. Ждут определённое время для прогрева змеевика до температуры отопительной системы. При полном нагреве ещё раз тщательно проверяют змеевик и все соединения на наличие утечек.
В случае успешного прохождения проверки крышку сосуда закрывают и производят подключение. линии подачи-разбора Тест системы проводят при действительном теплообмене горячей водой.
Выводы и полезное видео по теме
Используют бывшие в употреблении газовые баллоны для создания самодельных устройств. Посмотрите видео о том, как из корпуса баллона можно сделать устройство БКН.
Рассмотрен лишь один из множества существующих и практичных вариантов. Стоит подчеркнуть, что существует большое число независимых конструкторских решений для косвенных бойлеров.
Вместо цилиндрических накопительных емкостей применяют прямоугольные сосуды. Намотку спирали змеевика выполняют многослойной, а дополняют водяной нагреватель электрическим тэном. Конструкторские идеи безграничны.
Поделитесь своим опытом изготовления бойлера косвенного нагрева или информацией по этой теме. Добавьте комментарий в блоке ниже, задавайте вопросы, делитесь мнением и фотографиями.