Бойлер косвенного нагрева: устройство, принцип работы и схемы подключения

Делаем бойлер своими руками

Водонагреватели с косвенным нагревом могут иметь самую различную конструкцию и конфигурацию. Главное они должны быть выполнены точно по расчетам, с использованием высококачественных материалов и в соответствии с установленной технологией обработки, для того чтобы получить изделие, способное работать в условиях высоких температур и под давлением. Процесс производства разбит на несколько важных этапов.

Подготовка бойлерной емкости

Выбирая конструкцию бака, нужно обратить внимание, как будет заводиться в корпус змеевик. Если в корпусе имеется монтажная крышка, то проблем для мастера с обвязкой теплообменника не будет. В том случае когда емкость целостная, то потребуется выполнить крышку самостоятельно, отрезав верхнюю часть и закрепить ее на болтовом соединении по всей длине окружности с предварительной установкой резиновой прокладки

Самым удобным вариантом для монтажа считается конструкция, которая имеет две крышки — верхнюю и нижнюю

В том случае когда емкость целостная, то потребуется выполнить крышку самостоятельно, отрезав верхнюю часть и закрепить ее на болтовом соединении по всей длине окружности с предварительной установкой резиновой прокладки. Самым удобным вариантом для монтажа считается конструкция, которая имеет две крышки — верхнюю и нижнюю.

Далее на корпусе высверливают два отверстия для концевых участков змеевика. Диаметр отверстий обязан согласоваться с диаметром резьбы фитингов плюс 1-2 мм. Фитинги пропускают в технологические отверстия, с предварительной установкой уплотнительных колец.

Дальше с наружной стороны корпуса поворачивают встречные фитинги и сильно затягивают их. Такое соединение дает устойчивость конструкции змеевика, которую дополнительно усиливают опорами внутри корпуса, чтобы предотвратить вибрацию и шум во время циркуляции теплообменника.

В корпусе емкости запрессовывают патрубки для входа/выхода нагреваемой среды и линии дренажа, на которых устанавливается запорно-предохранительная арматура. На корпусе определяют место врезки для стрелочного термометра.

Изготовление и обработка змеевика

Сделать теплообменную спираль собственными силами опытному мастеру не сложно. В данном способе главное условие — произвести высококачественную намотку.

Выполнять ее желательно из труб, обладающих хорошей теплопередачей и антикоррозионными свойствами: медь и нержавеющая сталь. Хотя последний вариант трудно согнуть и придать нужную форму.

Готовый змеевик

Преимущественной для этих целей является медная трубка, которая гнется без предварительного нагрева горелкой. Под намотку применяют барабан из нужного материала с меньшим диаметром рабочей емкости водонагревателя на 8-12%. После выполнения намотки, витки труб раздвигают между собой до 5 мм.

Изготовление и обвязка БКН

Прежде всего самостоятельно изготовленный бойлер косвенного нагрева подсоединяют к внешнему источнику нагрева: трубы центральное отопление или в самостоятельный контур котлоагрегата автономного отопления.

Изготовленную спираль помещают внутрь корпуса и обвязывают с подающим теплоносителем. До того как закрыть корпус крышкой опрессовывают греющий контур. Для этого запускают циркуляцию теплоносителя путем открытия вентиля на подаче и обратке и внимательно осматривают змеевик на предмет утечек.

Схема обвязки БКН

Далее по схеме обвязывают конструкцию с линией ГВС через запорно-регулирующую арматуру. По схеме бак связывают с подачей холодной воды, выход ГВС с внутридомовым трубопроводом горячей воды идущем на смесители и дренажной линий, для слива воды при ремонте и обслуживании. На выходе из БНС монтируется термометр и манометр, чтобы можно было контролировать параметры нагретой воды.

Если бак имеет систему автоматического регулирования и защиты, устанавливают первичные датчики по температуре и давлению для защиты БКН от высоких параметров нагрева.

Теплоизоляция

Для того чтобы уменьшить тепловые потери от БКН и обеспечить его аккумулирующими тепловыми свойствами, выполняют наружную теплоизоляцию конструкции.

Теплоизолятор фиксируют с применением монтажного клея, стяжки проволокой либо иным образом. Имеет большое значение, чтобы корпус был защищен полностью, так как от качества термоизоляции будет зависеть КПД работы системы, и как долго бак сможет сохранять горячую воду.

Очень часто на практике термоизоляцию выполняют с применением второго бака большего диаметра, в который вставляется рабочая емкость, а пространство между ними заполняют утеплителем.

Как выбрать бойлер косвенного типа для горячего водоснабжения дома?

Основными техническими характеристиками бойлера являются следующие параметры:

• емкость бака;
• мощность теплообменника;
• время подогрева воды до максимального значения;
• способ монтажа: настенный или напольный;
• габариты;
• наличие дополнительных контролирующих устройств: термостата, предохранительных клапанов и других;
• максимальные показатели давления и температуры.

Поэтому перед тем как приобрести такой бойлер для горячей воды, обязательно, следует обратить на них внимание. Но для того чтобы правильно выбрать устройство следует учесть, прежде всего, то что эффективность эксплуатации его будет заметна только при значительном потреблении горячей воды, приблизительно от 1,5-2 л в минуту, то есть для семьи, состоящей из трех и менее человек, его использование вряд ли будет рациональным

Если планируется подключить бойлер к уже установленному и эксплуатируемому котлу, то следует рассчитать хватит ли его мощности для выполнения дополнительных функций по нагреву воды или его следует заменить на более мощный. Во втором случае нужно просчитать потенциальную выгоду от модернизации как системы отопления, так и системы горячего водоснабжения.

Обязательно надо обратит внимание на материал, из которого изготовлен змеевик (предпочтение нужно отдавать латуни), а также на их количество: наличие второго элемента для теплоносителя повышает эффективность бойлера, так как его можно одновременно подключить к двум источникам-поставщикам. Обязательно следует уделить внимание и на ремонтопригодность бойлера, особенно змеевика, так как в более дешевых изделиях они приварены, что полностью исключает эту возможность

Поэтому предпочтение нужно отдавать аппаратам со съемными трубками.

Обязательно следует уделить внимание и на ремонтопригодность бойлера, особенно змеевика, так как в более дешевых изделиях они приварены, что полностью исключает эту возможность. Поэтому предпочтение нужно отдавать аппаратам со съемными трубками.. Нельзя оставлять без внимания и то, какие материалы, используются для теплоизоляции, а также для изготовления корпуса и накопительной емкости

В первом случае предпочтение следует отдавать полиуретану, а во втором нержавеющей стали

Нельзя оставлять без внимания и то, какие материалы, используются для теплоизоляции, а также для изготовления корпуса и накопительной емкости. В первом случае предпочтение следует отдавать полиуретану, а во втором нержавеющей стали.

Но большей надежностью и долговечностью отличаются модели с титановым напылением на внутренней стороне накопительного бака. В более дешевых моделях защитой от коррозии служит слой эмали или стеклокерамики.

Как выбрать водонагреватель для частного дома

Важно, перед тем как купить бойлер косвенного типа, правильно рассчитать его объем, который определяется несколькими факторами:

• числом постоянно проживающих в доме людей;

• количеством бытовых приборов, подключенных к системе горячего водоснабжения.

Конечно, в некоторых случаях следует учитывать и индивидуальные гигиенические привычки членов семьи.

По весьма усредненным данным, для одного человека в день нужно 6-15л для умывания, 50-60л для принятия душа, еще около 10-15 л потребуется для мытья посуды, на ванну уйдет еще 150-200 л.

Но, выбирая бойлер для газового котла или иного поставщика теплоносителя, следует учитывать, что водонагреватель большего объема потребует и больше времени на подогрев воды.

Оптимальным является выбор емкости бойлера из расчета от 80 до 120 л воды в сутки на 1 человека. Такое правило хорошо работает для водонагревателей с объемом от 200 до 2000 литров.

Такой критерий выбора является вполне разумным, так как в данном случае нет особой необходимости учитывать непредвиденные расходы, а кроме того, нельзя не принимать во внимание и то, что для подогрева лишнего объема требуется дополнительный расход газа или электричества

Схема устройства самодельного бойлера косвенного нагрева

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.

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.

Как работают бойлеры с косвенным нагревом воды

Популярные производители встраивают в бойлеры теплообменники, сооруженные из нержавейки или углеродистой стали. Нержавейка показывает долговечность применения и хорошие пищевые свойства, радуют антикоррозийные характеристики и стойкость к химическим процессам, влиянию агрессивных веществ, которые могут поступать в бак вместе с проточной водой. В металле не образуются сколы, трещины, а значит, в маленьких щелях, даже если они появятся после долгих лет эксплуатации изделия, не забивается грязь, нет налипаний мусора.

Несколько теплообменников позволяют пользоваться на выбор сразу несколькими источниками тепла – это может быть котел, работающий на твердом топливе или от газа, солнечной энергии, тепловой насос. Правильное сочетание источников тепла помогают превратить нагрев воды в быстрый и эффективный процесс.

Как сориентироваться в разных источниках тепла? В южных регионах отдавайте предпочтение солнечной энергии, если солнца в регионе мало, подойдет пиролизный отопительный котел.

Оптимальный нагрев воды в бойлере составляет 55-60 градусов, а мощность определяют согласно таким факторам:

• вместительность водонагревателя;
• необходимый период нагрева жидкости.

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.

Преимущества и недостатки оборудования нагрева косвенного типа

Следует сразу же сказать о том, что бойлеры данного типа имеют свои определенные недостатки и достоинства. Из преимуществ нужно выделить следующие:

• Приспособление обладает высокими параметрами экономичности, так как по сути, отсутствуют затраты на электроэнергию;
• Также скажем о том, что оборудование наделено высокими параметрами производительности. В тоже время, существует определенное ограничение по мощности котла отопления;
• Заметим, что в данной структуре отсутствует прямой контакт между теплоносителем, а также проточной водой. Также существует возможность потребления энергии теплового типа с нескольких источников, что существенно увеличивает мощность, а также эффективность работы приспособления.
• Также нужно отметить определенные недостатки:
• Стоимость бойлера достаточно высокая. Сразу же скажем о том, что нагреватели прямого типа будут стоить в два раза дешевле. Поэтому, не всегда люди отдают предпочтение оборудованию с косвенным нагревом. Тем не менее, формируется указание на то, что такой бойлер способен окупить свою стоимость за несколько лет, так как по сути, всецело отсутствуют все расходы, которые касаются потребления электричества;
• Заметим также то, что к недостаткам можно отнести недостаточно высокие параметры мощности. Если нужно нагреть существенное количество воды, скажем, 100 литров, то на данный процесс потребуются существенные затраты времени, до 1 часа. Некоторые производители предоставляют бойлеры, которые имеют более высокие параметры скорости нагрева, но стоимость такого оборудования будет еще более высокой;
• Также следует отметить достаточно большие габариты приспособления. По сути, размеры оборудования будут напрямую зависеть от объема. Соответственно, если приобрести бойлер на 200 литров, нужно быть готовыми к тому, что придется выделить достаточно существенное количество места на установку такого оборудования;
• Нагрев воды такими бойлерами осуществляется только сезонно. Когда не производится отопление помещения, то есть в летний и весенний период, бойлер не нагревает воду, так как не используется система отопления.

Достоинства и недостатки, выбор БКН

Бойлеры косвенного нагрева обладают рядом следующих достоинств:

1. Наличие запаса горячей воды;
2. Не требуют получения разрешения на установку (в отличие от газового бойлера);
3. Простота устройства и эксплуатации;
4. Возможность использования разных источников тепла;
5. Возможность самостоятельного изготовления (при наличии оборудования и навыков);
6. Качественное обеспечение горячей водой в любой точке водоразбора (в случае наличия контура рециркуляции).

Оборудование имеет мало недостатков, но все же они имеются:

1. Крупные габаритные размеры и вес вместительных моделей;
2. Зависимость от наличия электроэнергии;
3. На первоначальный нагрев воды требуется определенное время, при этом мощность, отпускаемая на систему отопления, значительно уменьшается.

В случае наличия собственного котла БКН однозначно считается лучшим решением для обеспечения нужд ГВС. Не требуется приобретать водонагреватели, имеющие более сложную конструкцию, требующие выполнения условий для установки, наличия иных энергоресурсов – газа или электричества. По сравнению с большинством водонагревательного оборудования бойлеры косвенного нагрева по уровню и качеству снабжения горячей водой считаются лучшими.

Выбор модели БКН зависит от следующих факторов:

1. Интенсивность потребления горячей воды;
2. Материалы изготовления;
3. Возможность интеграции с теплогенераторами;
4. Репутация производителя;
5. Стоимость.

Главный критерий выбора – объем и частота потребления воды. Объем бака БКН обычно определяют по средним показателям потребления горячей воды:

Количество человек	Объем бака БКН, литров	Прим.
1	2	3
1	50
2	50 — 80
3	80 — 100
4	100 и более
5 и больше	120 – 150 и больше

Важный технический показатель — мощность теплообменника. От него зависит скорость нагрева воды. Рекомендуемая величина — не менее 70 – 80% от номинальной мощности теплогенератора. При меньших значениях продолжительность первоначального нагрева увеличивается, это негативно сказывается на работе системы отопления.

Длительность службы оборудования напрямую зависит от качества материалов изготовления. Рекомендуется приобретать бойлеры, изготовленные из материалов, мало подверженных коррозии или с максимальной защитой от нее. Коррозия является основным негативным процессом, влияющим на целостность оборудования.

Также следует обратить внимание на возможность интеграции (взаимной работы) бойлера и котла различных производителей. Такая возможность имеется не всегда – для совместной работы может потребоваться приобретение дополнительной автоматики и усложнение схемы.. Немаловажный фактор – репутация производителя и стоимость устройства

Вопрос цены зависит от финансовых возможностей покупателя. Что касается производителя – рекомендуется приобретать агрегаты зарекомендовавших себя брендов. БКН имеют приличную стоимость – поэтому приобрести изделие низкого качества было бы нерационально

Немаловажный фактор – репутация производителя и стоимость устройства. Вопрос цены зависит от финансовых возможностей покупателя. Что касается производителя – рекомендуется приобретать агрегаты зарекомендовавших себя брендов. БКН имеют приличную стоимость – поэтому приобрести изделие низкого качества было бы нерационально.

Рекомендуем прочитать:

Индивидуальное автономное отопление дома

Регистры водяного отопления

Виды колодцев для воды

Встроенное отопление – водяные теплые стены

Установка раковины в ванной комнате

Экономное отопление

(Просмотров 1 531 , 1 сегодня)

Плюсы и минусы бойлера косвенного нагрева

К преимуществам такой конструкции можно отнести:

• обеспечение горячей водой;
• подключение к центральной системе отопления;
• уменьшение расхода энергоресурсов;
• незначительные затраты на изготовление конструкции;
• установка вблизи отопительного котла.

Недостатки изделия:

• чтобы нагреть большое количество воды, потребуется длительное время, в течение которого помещение отапливаться будет с меньшей интенсивностью;
• для установки конструкции понадобится дополнительная площадь или отдельное помещение;
• змеевик требует регулярного очищения механическим или химическим способом.