Бойлер из газового баллона в системе отопления

Современные водонагреватели способны применяться в качестве надежного источника отопления небольших индивидуально расположенных жилых объектов. Бойлер с высокой тепловой мощностью в диапазоне 7-12 кВт вполне сможет обогревать частное домостроение до 100 м2 или дачу. У данного варианта теплоснабжения существует свои преимущества и недостатки, тем не менее, он целиком справляется с данной опцией.

Подробный обзор

Устройство бойлера косвенного нагрева

Суть проектирования бойлера сводится к тому, чтобы правильным образом соотнести размер змеевика с полным объемом устройства. Понятно, что чем больше эта часть контура для циркуляции теплоносителя, тем меньше остается полезного объема. Абсурд делать бойлер косвенного нагрева воды, где змеевик занимает половину пространства. В то же время слишком малая поверхность теплообмена обусловит низкую эффективность устройства. С этой точки зрения рекомендуется окунуться в технические описания устройств, чтобы понять, чего и сколько нужно. Вот, например, Bosch: (См. также: Какой бойлер косвенного нагрева выбрать)

  • Емкость на 120 литров имеет змеевик объемом 4,4 литра с площадью нагрева 0,63 квадратных метра.
  • Мощность не должна превышать 25 кВт и зависит от трех параметров:
  1. Температура теплоносителя.
  2. Скорость циркуляции теплоносителя.
  3. Температура воды в баке.
Устройство бойлера косвенного нагрева
  • При максимальной мощности время нагрева воды до 60 ºС составляет чуть более 20-ти минут.

Собственно, весь вопрос заключается в том, как получить необходимую мощность. Как ее регулировать? В руководстве написано, что расчет не нужно проводить, если имеется рядом циркуляционный насос на 1 атм, который прокачивает 200 литров воды в час. Температура теплоносителя должна составлять порядка 85 ºС. Вот в общем-то и все необходимые данные для проектирования.

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

Принцип действия и устройство

Коротко о схеме работы: теплоноситель, перемещающийся внутри бака достаточного объема, нагревается до определенной температуры и отдает часть своего тепла холодной воде, которая находится в корпусе. Так, постепенно вода нагревается. Самым оптимальным вариантом источника теплоносителя является параллельное подсоединение в центральную систему отопления. Визуально косвенный бойлер представляет собой емкость, изготовленную из материала, устойчивого к коррозии, и трубопроводов, по которым движется теплоноситель.

Для залива и слива воды емкость должна быть оснащена двумя отверстиями, которые располагаются в верхней и нижней частях бойлера. Для удобства отверстия можно оснастить шаровыми кранами.

Собственноручное изготовление водонагревателя проходит в следующие этапы:

1. Изготовление бака

Основой устройства такого рода является емкость, которая может быть изготовлена из следующих материалов: нержавеющей стали, пластика или сплавов алюминия. Эти материалы наиболее устойчивы к воздействию влаги. Стальные могут быть использованы только при соответствующей обработке. Зачастую в качестве бака для бойлеров применяют газовые баллоны. Однако если ранее в них хранился газ, то несколько недель вода будет иметь характерный газовый запах.

Читайте также:  Выбор и монтаж группы безопасности для системы отопления

2. Змеевик

В качестве змеевика могут быть использованы трубы небольшого диаметра из металла или металлопластика. Главное – обеспечить максимальную близость воды и теплоносителя. В качестве оправки для получения змеевика необходимого диаметра хорошо подходят стальные или пластиковые трубы. Далее змеевик закрепляется внутри емкости, а к концам трубопровода припаивается сантехническая арматура. Также систему необходимо снабдить краном или сразу же распределительной арматурой в верхней части емкости для отбора нагретой жидкости.

3. Теплоизоляция

Теплоизоляцию агрегата осуществляют для снижения тепловых потерь и увеличения КПД. Это можно сделать двумя способами:

  • Применение теплоизоляционного материала или монтажной пены. В качестве закрепления можно использовать различные виды клея или проволочные стяжки, которые устанавливаются по всему периметру бака.
  • Делаем две емкости различного диаметра. В этом варианте изолируется пространство, образующееся между ними, это позволяет снизить расход энергии и увеличить производительность всей системы водонагревания.

Подобные бойлеры имеют один большой недостаток – образование отложений на змеевике. Причина этого явления – загрязнение солями металлов воды. Поэтому для поддержания агрегата в дееспособном состоянии, спираль не реже двух раз в год необходимо очищать химическим или механическим способом.

Бойлер косвенного нагрева своими руками

    В местах, где есть проблемы с горячим водоснабжением, владельцы помещений, стремящиеся создать комфортные бытовые условия, используют специальные аппараты для подогрева необходимого объема решение – бойлеры косвенного нагрева из нержавеющей стали. Однако качественные и надежные устройства требуют от владельцев помещений дополнительных финансовых затрат. Альтернативой специальному оборудованию являются устройства, изготовленные собственноручно. Для многих наших соотечественников такое решение является максимально простым и выгодным с экономической точки зрения.

    Среди преимуществ использования агрегата, изготовленного собственноручно, можно выделить:

    • Возможность подключения аппарата к центральной системе отопления.
    • Возможность размещения устройства в максимальной близости от отопительного котла.
    • Минимальные расходы на материалы, необходимые для монтажа контура.
    • Использование такого агрегата позволит существенно сократить расход энергетических ресурсов, а значит значительно снизить счета за коммунальные услуги.
    • Полное обеспечение бытовых потребностей.

    К числу недостатков установки такого бойлера можно отнести такие особенности работы аппарата:

    • Для того, чтобы разместить агрегат требуется достаточно большая площадь или, что предпочтительней, специально выделенное помещение.
    • Требуется время, для того, чтобы нагреть достаточный объем жидкости, что сказывается на интенсивности обогрева помещения.
    • На змеевике достаточно быстро накапливаются отложения, которые препятствуют исправной работе агрегата. Необходимо регулярно проводить чистку змеевидной трубки (минимум дважды в год).

    Если вы, взвесив преимущества и недостатки использования такого агрегата, все же хотите изготовить его самостоятельно, то вам следует получить как можно больше информации о конструкции бойлера и о последовательности работ по его созданию.

    Представленный ниже чертеж показывает основные требования к конструкции агрегата емкостью в 100 литров.

    Бойлер косвенного нагрева своими руками

    Относительная простота конструкции данного агрегата позволяет изготовить его собственными руками.

    Последовательность работ по созданию конструкции бойлера

    Изготовление будет проводиться поэтапно:

    • Изготовление емкости. В качестве емкости можно использовать любой бак из стойких к коррозии сплавов. Чаще всего емкость изготавливают из газового баллона (обратите внимание, что перед разрезанием баллона его нужно заполнить водой, чтобы избежать взрыва). При выборе емкости нужно ориентироваться на потребность в воде для бытовых нужд.
    • Изготовление отверстий для воды. Проделываются пять отверстий: два для змеевика, два для сливного крана и входной трубы, одно для отбора жидкости.
    • Теплоизоляция. Для уменьшения потерь тепла и увеличения показателя КПД конструкцию нужно покрыть слоем изолирующего материала (минвата, монтажная пена и т.д.).
    • Змеевик. Для изготовления данной детали используют трубку из меди или латуни, которая накручивается на ось. Число витков зависит от параметров бака.
    • Установка и присоединение. Змеевик устанавливается внутрь емкости и приваривается. Присоединяются входная и выходная трубы. При необходимости устанавливается ТЭН (под него подготавливаются дополнительные отверстия). Привариваются ручки. Емкость накрывается крышкой. Производится подключение всех элементов системы по схеме подключения агрегата к контуру отопительной системы.

    Изготовленный собственноручно аппарат может иметь следующий вид:

    Просмотров страницы: 687

Преимущества и недостатки отопления с электробойлером

Главное преимущество схемы — простота. Собрать такую конструкцию способен практически любой мастер, поскольку для этой цели не потребуются ни особая квалификация, ни сложные инструменты. Еще одно преимущество — невысокая цена. Чаще всего, водонагреватели электрические для отопления продаются по более низким ценам чем электрокотлы. Благодаря этому, при создании системы теплоснабжения небольших объектов, можно существенно сэкономить. При этом можно получить очень надежную высокофункциональную систему, способную управляться через современные линии связи, например, вай фай. Именно поэтому она хорошо интегрируется в программу “Умный дом”.

К недостаткам использования водонагревателей можно отнести:

  1. Невысокая мощность.
  2. ТЭН постоянно находится в рабочем состоянии, что приводит его к быстрому износу. Для гарантии нужно выбирать устройства имеющие 2 и более ТЭНов.

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

Особенности конструкции косвенного бойлера

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.

Особенности конструкции косвенного бойлера

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.

Инструкция по созданию водонагревателя

Проще всего сделать бойлер с накопителем. Предлагаемая конструкция не предусматривает подключение к центральному водоснабжению или использование насоса. Вода подается естественным образом, под действием физических законов: холодный бак располагается выше, чем горячий, а смеситель находится уровнем ниже.

Создание теплообменника

Один из вариантов изготовления нагревателя — вокруг трубы отопления. На нее наваривается конструкция с нижним расположением точек водоразбора и выходом для горячей воды сверху. Теплоноситель в батарее работает вместо нагревательного элемента. Недостаток такого способа — летом он не работает.

Чаще всего бойлеры оборудуют теплообменниками в виде змеевиков.

Изготовление бака

Инструкция по созданию водонагревателя

В качестве емкости для воды можно использовать газовый баллон или пластиковый контейнер подходящего размера. Можно сварить корпус самостоятельно из листового металла. Для этого понадобится сварочный аппарат с электродами, дрель, ТЭН. Из листов нужно изготовить цилиндр с дном.

Как сделать устройство:

  1. В верхней части бака просверлить отверстия друг напротив друга для холодной и горячей воды.
  2. Закрепить в них шаровые клапаны.
  3. Сбоку подготовить место для крепления теплообменника.
  4. На вход и выход надеть патрубки.
  5. Снизу просверлить отверстие для сливного крана.
  6. В нижней части поставить нагревательные элементы и зафиксировать их латунными гайками.
  7. Изолировать ТЭНы от влаги.
  8. Поставить термостат.

Теплоизоляция устройства

Чтобы емкость не остыла, ее покрывают теплоизоляционным материалом. Для этой задачи хорошо подходит пенопласт и фанера. Сначала собирается короб. Он должен быть больше бака на ширину пенополистирола. Следует учитывать, что электропроводка будет расположена снаружи для безопасности.

Теплоизоляцию водонагревателя можно сделать своими руками.

Змеевик для нагревателя

Изготовление нагревательного элемента для электрического водонагревателя своими руками — важный этап работы. Его можно сделать из металлической или металлопластиковой трубы подходящего диаметра. Лучший уровень теплоотдачи у меди и латуни.

Трубку нужно накрутить на основу цилиндрической формы. В качестве оправки можно взять бревно. Важно следить, чтобы витки спирали не касались друг друга. Навивка не должна быть тугой, иначе ее сложно будет снять. Ее длину рассчитывают исходя из данных: на каждые 10 л потребуется 1,5 кВт мощности змеевика.

Процесс монтажа

Инструкция по созданию водонагревателя

Для закрепления прибора на стене понадобится:

  • накопительный бак;
  • емкость для холодной воды объемом не менее 50 л;
  • клапан с поплавком, как на унитазе;
  • шланги и фурнитура для их крепления;
  • провода и клеммы;
  • стальные уголки.

Интересущие детали можно купить в интернет-магазине «КВАНТА +«.

Сначала нужно установить поплавковый механизм. Для этого в верхней части баллона, прямо под крышкой, необходимо сделать отверстие. После этого — подогнать устройство под размер конструкции. Чаще всего требуется укоротить центральную штангу. Крепления клапана нужно изогнуть, если емкость имеет цилиндрическую форму.

Вся система закрепляется на стене или на ступенях. На верхнем уровне следует повесить холодный бак, на 70-100 см ниже — горячий, и еще на 80-100 см ниже установить раковину со смесителем.

Схема устройства самодельного бойлера

Стандартная схема устройства водогрейного прибора в виде бойлера, может иметь существенные отличия в зависимости от вида и конструктивных особенностей. Приборы косвенного нагрева не способны самостоятельно производить тепловую энергию, но могут быть снабжены встроенными ТЭНами, посредством которых эффективно поддерживается температурный режим воды в заранее заданных пределах.

Схема устройства предполагает наличие в конструкции основных составляющих, представленных:

  • накопительным резервуаром;
  • наружным корпусом;
  • теплоизоляцией;
  • тепловым обменником;
  • местом для подсоединения дополнительного нагревательного элемента;
  • ревизионным отверстием;
  • входным отверстием для холодной воды;
  • входом и выходом для теплового носителя;
  • местом подключения термометра;
  • рециркуляционной линией;
  • выходом для горячей воды;
  • магниевым анодом.

Внутри утепленного резервуара встроен нагревательный элемент с подведенным тепловым носителем. Холодная вода поступает через нижнюю часть резервуара, а отбор горячего водоснабжения осуществляется из верхней части.

Схема устройства самодельного бойлера

Водогрейное оборудование такого типа оснащается защитным магниевым анодом. Самые современные и дорогостоящие модели снабжаются парой дублирующих змеевиков. Поддержание температурного режима обеспечивается ТЭНом с термостатом, встраиваемым в верхней части резервуара.

Схема нагрева двух типов бойлеров

Также выпускаются бойлеры с косвенным типом нагрева, полностью лишенные змеевика. Такая особая конструкция носит название «резервуар в баке», что обуславливается наличием внутри одного бака второго резервуара. Нагрев воды в таких водогрейных приборах происходит внутри резервуара, а перемещение теплового носителя осуществляется между стенками.

Заводские модели бойлеров с нагревом косвенного типа и циркуляционным патрубком оснащаются обязательными элементами, представленными магниевым анодом и группой безопасности, а также температурным датчиком.

Необходимые материалы и инструменты

  1. Бак или листовой материал.
  2. Газовый баллон.
  3. Медная трубка малого калибра.
  4. Теплоизоляционный материал.
  5. Радиаторы отопления.
  6. Терморегуляторы.
  7. Обратные клапаны.
  8. Пластиковые трубы.
  9. Сантехническая фурнитура и т. д.
  10. Труба большого диаметра или обрезок бревна.
  11. Расширительный бачок.
  12. Нитрокраска.
  13. Сварочный аппарат.
  14. Дрель
  15. Крепежные элементы.
  16. Гаечные ключи.
  17. Проволока.

Приведенные выше описания самодельных бойлеров и схемы их подсоединения дают возможность в большинстве случаев самому осуществить их сборку, монтаж и подключение бойлера к системе отопления строения горячей водой.

Изготовление бойлера косвенного нагрева своими руками

Существуют несколько типов устройств бойлера косвенного нагрева, которые можно изготовить самостоятельно:

  1. Наиболее популярным вариантом является применение змеевика, выполненного из металлической трубы. Его помещают в бак, по нему будет идти теплоноситель. В бак заливается вода, она будет нагреваться благодаря контакту со змеевиком.
  2. Трубы можно пустить вдоль стен бака.
  3. Можно использовать две емкости, имеющие разные диаметры.
  4. Ввиду того, что принцип работы бойлера весьма прост, то вы можете создать свой вариант конструкции.

Для изготовления понадобятся:

  1. емкость;
  2. купить или создать змеевик;
  3. провести теплоизоляционные работы;
  4. выполнить сборку конструкции;
  5. подключить змеевик к системе отопления;
  6. подключить холодную воду;
  7. создать разводку для теплой воды либо сделать кран.

Работу по самостоятельному изготовлению бойлера косвенного нагрева можно разбить на этапы.

1. Из чего делать бак?

Желательно приобрести новую емкость, однако можно применить и использованную емкость. Можно использовать и газовый баллон. Его нужно разрезать на две части, после чего зачистить и прогрунтовать, в противном случае еще несколько недель вода из бойлера будет пахнуть пропаном.

Главное, чтобы емкость была чистой и имела подходящие размеры.

2. Отверстия для воды

В баке следует сделать отверстия:

  • для холодной, а также горячей воды;
  • два отверстия, чтобы произвести монтаж змеевика с теплоносителем.

Так как летом отопительное оборудование не применяется, то возможно понадобятся другие альтернативные источники обогрева. Это могут быть электрическая ТЭНа, солнечные панели и так далее.

3. Теплоизоляция

Дабы уменьшить естественные тепловые потери бойлер необходимо обложить хорошей теплоизоляцией. В качестве утеплителя подойдет любой соответствующий материал, можно даже применить обычную монтажную пену. Крепление утеплителя выполняется при помощи проволочной стяжки, клея и так далее. От качества теплоизоляции будет зависеть кпд бойлера.

Его делают из пластиковой либо металлической трубы малого диаметра. Для этого трубу наматывают на соответствующую цилиндрическую оправку. Диаметр змеевика, а также число витков выбирается исходя из конфигурации и размеров бака. Чем площадь змеевика будет больше, тем вода быстрее будет прогреваться до нужной температуры.

В процессе эксплуатации на змеевике будут накапливаться различные отложения. Поэтому его раз в год нужно будет очищать.

5. Сборка и подключение

После того, как весь список элементов будет готов, нужно будет приступить к сборке устройства. В случае если при сборке теплоизоляция будет повреждена, то нужно будет его тщательнейшим образом восстановить.

Чтобы установить на стене такой бойлер можно применить кронштейны. Чтобы крепление конструкции было надежным, к металлическому баку следует приварить специальные «ушки», выполненные с применением уголка из стали. Затем нужно будет закрепить устройство в удобном месте. После этого нужно будет его испытать на работоспособность и наличие протечек. После того как система будет работать можно приступить к использованию бойлера и наслаждаться горячей водой.