Бойлер косвенного нагрева из газового баллона

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 косвенного нагрева готовит горячую воду дольше, но зато он не требует подключения к электрической сети

Видео: опыт использования бойлера косвенного типа

Отзывы

По словам владельцев бойлеров косвенного нагрева, – это устройство самое удобное и эффективное из всех водонагревателей.

Конечно, ставят его в основном когда отопление в доме избыточное.

Бак, теоретически рассчитанный на 2 – 4 человека, вполне покрывает потребности в горячей воде даже когда приезжают гости.

Если бак хорошо утеплён, пользователи замечают, что он сохраняет хорошую температуру воды на протяжении 35 часов, что позволяет экономить даже в периоды летнего использования ТЭНа.

Поломки случаются в основном при нерадивой эксплуатации всей системы. Например, когда многие годы не меняется антифриз в отоплении, или если при изготовлении были сделаны некачественные швы.

Итак. Бойлер косвенного нагрева быстро окупится благодаря высокой эффективности работы. Он работает и как нагреватель, и как термос. При этом имеет простую конструкцию, что позволяет соорудить прибор самостоятельно.

Теплый пол имеет множество достоинств, в числе прочих выделяется простота монтажа. Теплые полы электрические – как выбрать лучшие? Кабельные, пленочные, стержневые полы – читайте обзор всех систем и выбирайте свой вариант.

О том, как выбрать электрический котел отопления, читайте в этом блоке.

Особенности конструкции косвенного бойлера

Бойлер косвенного типа представляет собой резервуар, изготовленный из нержавеющей стали. Внутренние стенки ёмкости покрыты специальным материалом, который не только защищает поверхность водонагревателя от процессов коррозии, но и снижает концентрацию вредных бактерий и микроорганизмов.

Схема устройства бойлера косвенного типа с одноконтурным змеевиком

В остальном бойлер простейшей конструкции состоит из следующих компонентов:

• теплообменник — спиралевидная труба или бак меньшего размера. В зависимости от объёмов бака может располагаться в его верхней и нижней части;
• входной патрубок — штуцер в нижней части устройства для подвода трубы с холодной проточной водой;
• выводной патрубок — штуцер для подсоединения трубы вывода горячей воды;
• магниевый анод — дополнительная защита стенок бака от процессов коррозии;
• внутренний термометр — прибор для измерения температуры нагрева воды;
• термостат — устройство, препятствующее перегреву оборудования;
• блок управления — поворотная ручка с делениями для установки температуры нагрева;
• теплоизоляция — слой утепляющего материала, который помогает поддерживать заданную температуру нагретой воды;
• выпускное отверстие — клапан для слива застоявшейся воды;
• ревизия — отверстие большого диаметра, предназначенное для обслуживания, ремонта и модернизации бойлера.

Конструкция новых моделей баков может несколько отличаться и иметь ряд доработок от производителей, но в целом любой бойлер косвенного типа состоит из перечисленных элементов.

Принцип работы бойлера

Бойлер косвенного типа является частью отопительной системы и подключается непосредственно к газовому, электрическому или твердотопливному котлу, который нагревает теплоноситель за счёт энергии, выделяющейся при сжигании топлива.

Теплоноситель циркулирует по системе ГВС и проходит через теплообменник, находящийся в бойлере косвенного нагрева. За счёт отдачи тепловой энергии от горячего теплоносителя происходит нагрев холодной воды, которой заполнен резервуар устройства. Из него нагретая вода через выводное отверстие по трубе транспортируется в ванную комнату, на кухню и в другие помещения с сантехническим оборудованием.

Бойлер косвенного типа может работать с любыми видами котлов отопления

При выключении обогревательного котла или его переходе в экономичный режим работы теплоноситель быстро остывает. Благодаря конструкции, предусматривающей утепление стенок бака уретановой пеной, вода в резервуаре остывает очень медленно. Это позволяет использовать весь объём тёплой воды ещё в течение нескольких часов.

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

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.

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:

Читайте здесь о видах скважин и колодцев, а также о технологиях их бурения своими руками. Как очистить воду из скважины от железа? Обзор фильтров и нормативы качества воды.

Как выбрать подходящую насосную станцию для частного дома? https://klimatlab.com/vodosnabzhenie/vodoprovod/nasosnye-stancii-dlya-chastnogo-doma.html Разбираемся по ссылке.

Необходимые материалы и инструменты

Накопительный бак устройства изготавливается из термостойкого пластика, нержавеющей стали, алюминия или стали с керамическим покрытием. В качестве заготовок под резервуар можно взять пластиковые бочки для пищевых продуктов, алюминиевые бачки или ненужный газовый баллон.

Для изготовления теплообменника, как было указано выше, лучше использовать круглую или квадратную медную трубу. При сборке теплообменника из труб квадратного сечения потребуются отводы под 90о.

В качестве инструмента необходимо подготовить:

• углошлифовальную машинку;
• электродрель с корончатым сверлом по металлу;
• аппарат аргонно-дуговой сварки;
• набор гаечных ключей;
• диск для шлифовки и полировки металла;
• наждачную бумагу.

  

  Для сборки бойлера потребуется умение работать со сварочным аппаратом

  Читайте также:  Для чего нужен гидроаккумулятор, принцип действия и рекомендации по выбору

Фитинги, сливной кран и другие соединительные элементы подбираются исходя из размеров подсоединяемой трубы. Дополнительно приобретается ФУМ-лента, предохранительный клапан, магниевый анод и насадка для его установки.

Подготовка бака для сборки водонагревателя

Для изготовления бойлера косвенного типа можно использовать новый или старый газовый баллон. Эта ёмкость изготовлена из толстой нержавеющей стали толщиной 3–4 мм и прекрасно подходит для работы с горячей водой.

Перед сборкой обогревательной конструкции потребуется тщательно подготовить баллон. Для этого изделие разрезается пополам при помощи болгарки. Внутренняя поверхность ёмкости зачищается при помощи углошлифовальной машинки с соответствующей насадкой.

Перед сборкой бойлера баллон необходимо вскрыть и почистить внутреннюю поверхность

После этого внутренняя часть баллона моется, сушится и покрывается нитро-грунтовой краской. Данные работы следует проводить в обязательном порядке, иначе после ввода бойлера в эксплуатацию нагреваемая вода будет пахнуть газом.

При использовании резервуара из других металлических ёмкостей подготовка проводится по аналогичной схеме.

Обвязка бойлера косвенного нагрева

Для подключения бойлера косвенного типа применяется три рабочих схемы:

1. Обвязка с трёхходовым клапаном.
2. Подключение к двум циркуляционным наносам.
3. Обвязка с применением гидрострелки.

Обвязка с трёхходовым клапаном

Схема обвязки с использованием трёхходового клапана применяется наиболее часто, особенно при потреблении большого количества горячей воды. Для этого в системе монтируется два контура отопления. Первый — основной контур, применяемый для обогрева помещений. Второй — предназначен для нагрева воды в бойлере.

Схема обвязки бойлера косвенного нагрева с трехходовым клапаном применяется чаще всего

Для равномерного распределения и регулирования объёмов поступающего в бойлер теплоносителя используется трёхходовой клапан, который подключается к термостату.

Принцип работы системы достаточно прост: если температура в накопительном резервуаре опускается ниже выставленного значения, то клапан перенаправляет часть теплоносителя на нагрев воды в бойлере. После нагрева воды теплоноситель возвращается обратно в контур обогрева.

Обвязка с двумя циркуляционными насосами

Водонагреватель косвенного типа устанавливается в системе с двумя контурами: бойлера и отопления. Для регуляции каждого отдельного контура применяется рециркуляционный насос. При этом насос на контур бойлера монтируется перед насосом отопительного оборудования.

В схеме обвязки с циркуляционными насосами подача теплоносителя к бойлеру регулируется автоматически

Оба насоса подключаются к термостату бойлера. При остывании воды в бойлере термостат включает соответствующий насос, который перенаправляет часть потока от отопления и наоборот.

Обвязка с применением гидрострелки

Обвязка с использованием гидроразделителя применяется в системах центрального отопления, состоящих из двух и более контуров. Если в системе без гидрострелки перераспределение потоков в контурах обязательно сказывается на работе какого-либо оборудования, то при её установке происходит плавное перераспределение холодных и горячих потоков.

Схема обвязки бойлера с установкой гидроразделителя обеспечивает наиболее плавное распределение потоков холодной и горячей воды

Например, гидроразделитель обязательно монтируется в частных домах, где к центральному отоплению помимо бойлера косвенного нагрева подключается система тёплого пола. Схема этой обвязки достаточно сложна в исполнении, особенно при большом количестве оборудования. Поэтому работы по её монтажу лучше доверить специалистам.

Система с рециркуляцией теплоносителя

Эта схема обвязки применяется при необходимости минимизировать скорость нагрева воды в бойлере, так как при частых простоях вода в резервуаре быстро остывает, а на её повторный обогрев требуется от 30 до 60 минут.

Для этого в трубопровод, идущий от бойлера к водоразборному крану, монтируют «обратку» к водонагревателю. На этом участке также устанавливается циркуляционный насос, подключённый к термостату.

При застое и остывании воды в трубопроводе термостат включает насос, который перенаправляет остывшую воду обратно на обогрев. При возобновлении подачи воды пользователю не придётся ждать её нагрева, так как она будет уже тёплая.

Видео по теме

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.

Особенности эксплуатации косвенного бойлера

Для правильного функционирования бойлер должен быть установлен на ровную монолитную поверхность. При монтаже настенного бойлера используются соответствующие крепёжные элементы, рассчитанные на вес заполненного водой устройства.

Бак ёмкостью до 100 л крепится на дюбель-гвозди длиной 100 мм, а для оборудования ёмкостью 150–200 л нужно использовать крепежи длиной до 150 мм. Бойлер желательно вешать на стены из бетона или кирпича.

На магистрали, подающей холодную воду, перед бойлером должен быть установлен обратный клапан, который будет предотвращать попадание горячей воды в холодный контур.

Подключение бойлера косвенного нагрева в систему производится через обратный клапан

Главная проблема при эксплуатации бойлеров косвенного типа — это образование накипи внутри накопительного резервуара и теплообменника при нагреве воды свыше 80 оС. Поэтому при умеренном расходе горячей воды (мытье посуды) целесообразно снижать температуру до комфортных 40–50 оС. Это позволит значительным образом продлить срок эксплуатации оборудования.

Чистка и ремонт бойлера

При частом использовании бойлера чистку бака необходимо проводить раз в год. Для этого в резервуар закачивается концентрированный раствор лимонной или уксусной кислоты и нагревается до температуры 80–90 оС. Через 20–30 минут жидкость сливается. Если в системе отопления используется теплоноситель в виде обычной воды, то в целях профилактики выполняется чистка теплообменника по аналогичной схеме.

При появлении течи в местах соединения труб необходимо разобрать проблемный участок и выполнить монтаж заново с применением большего количества уплотнителя. Вместо сантехнического льна следует использовать более современные материалы, например, ленту ФУМ или сантехническую нить.

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: