устройство, схема и принцип работы водонагревателя
Для обеспечения частного дома горячей водой на хозяйственные нужды применяется различная бытовая техника. К ней относятся проточные водонагреватели и разные бойлеры – электрические, газовые и косвенного нагрева. Последние представляют наибольший интерес, поскольку не требуют для своей работы никаких энергоносителей. С другой стороны, подобные агрегаты в заводском исполнении очень дороги. Вот почему сделать косвенный бойлер своими руками – удачное решение, а как его реализовать, мы расскажем в данной статье.
Устройство и принцип работы бойлера косвенного нагрева
Чем так привлекательны эти агрегаты, так это возможностью выдать большое количество горячей воды сразу нескольким потребителям. При этом нагрев происходит без дополнительных подключений к электрической сети или газовой магистрали, источником тепла служит все тот же котел, что мы используем для отопления дома. Единственное условие – теплогенератор должен иметь запас по мощности, дабы успевать работать с отопительной системой и водонагревателем.
Надо сказать, что устройство бойлера косвенного нагрева достаточно простое, так что при наличии некоторых навыков его можно сделать самому. По сути, это круглый герметичный резервуар приличной вместительности (не менее 100 л), внутрь которого помещен змеевик из медной трубки. Снаружи бак покрыт теплоизоляционным слоем, не дающим воде в емкости быстро остывать. Подробно устройство водонагревателя показано на схеме:
На рисунке показан обычный косвенный бойлер в минимальной комплектации, более совершенные модели дополнительно оборудованы:
- вторым змеевиком для подключения альтернативного источника тепла;
- электрическим ТЭНом для поддержания температуры воды в случае отключения котла;
- термометром и манометром.
Сам принцип работы бойлера косвенного нагрева заключается в передаче тепла не прямым способом от котла массе воды, находящейся в емкости. Посредником служит теплоноситель, нагретый до температуры 70—80 °С и циркулирующий по медной трубке змеевика. Это позволяет довести температуру воды, предназначенной для ГВС, до 60 °С. С целью исключить электрохимическую коррозию металлического бака внутрь помещен магниевый анод, образующий более активную гальваническую пару медь – магний, нежели медь – сталь.
Также накопительный водонагреватель косвенного типа снабжается патрубком для подключения предохранительного клапана безопасности и датчика температуры, присоединяемого к терморегулятору. На тот случай, когда необходимо обеспечивать моментальную подачу горячей воды к смесителям, бойлер снабжен патрубком для подсоединения обратной рециркуляционной линии.
Рекомендации по изготовлению
Чтобы сделать бойлер косвенного нагрева в домашних условиях, потребуется 2 основных элемента – это сам резервуар и теплообменник из медной трубки. Идеальная форма для бака – цилиндрическая, поэтому лучше использовать в таком качестве какой-нибудь баллон, металлическую бочку или тонкостенную трубу большого диаметра. Медная трубка не должна быть слишком тонкой, такой теплообменник не будет эффективным. Подходящий диаметр – 15—20 мм.
Совет. Для изготовления теплообменника хорошо подойдет и гофрированная нержавеющая труба, используемая для систем отопления и водоснабжения. Ее и согнуть проще, нежели медь.
Подобрав подходящий бак и определившись с его размерами, можно приступать к навивке змеевика. Рекомендуется для этого использовать шаблон в виде трубы или бревна, чей диаметр наполовину меньше размера емкости. Зафиксировав один конец трубки, выполните навивку на шаблон как можно плотнее, виток к витку. При этом надо следить за высотой изделия, чтобы оно впоследствии поместилось внутрь бойлера, сделанного своими руками.
Готовый теплообменник устанавливается по центру бака, чтобы трубка нигде не касалась его стенок. Теперь нужно устроить герметичный проход трубок сквозь бак, что делается с помощью пайки и резьбовых соединений, как это показано на фото:
Теперь остается выполнить теплоизоляцию резервуара с помощью рулонных утеплителей и бандажей из проволоки или тонкой стальной полосы. Предварительно надо закончить все сварочные работы – приделать дно и крышку, врезать все патрубки и приварить опоры. Поверх утеплителя следует надеть декоративный кожух из тонколистового металла или другого удобного материала.
Совет. С целью продлить срок службы самодельного стального резервуара рекомендуется приобрести и установить внутрь водонагревателя магниевый анод.
Схема подключения бойлера к котлу
Собрать накопительный водонагреватель – это только полдела, нужно еще выполнить правильную установку агрегата и его подключение к источнику тепла. Поскольку бак с водой имеет достаточно большой вес, его лучше поставить на фундамент и выверить по вертикали. Если у вас в котельной полы залиты бетонной стяжкой толщиной 100 мм, то можно обойтись и без фундамента. После установки можно приступать к обвязке бойлера.
Совет. Возможно, вам кто-либо посоветовал присоединять бойлер к водогрейному тракту двухконтурного котла или вы отыскали подобную схему в интернете. Запомните, что таким образом соединять эти агрегаты нельзя, водонагреватель должен быть подключен к той же линии, что и система отопления.
Дело в том, что двухконтурный котел нагревает воду для нужд ГВС только до 60 °С. А это значит, что большой объем воды в бойлере он нагреет не более, чем до 50 °С, затратив при этом много времени. Есть и другой момент: когда теплогенератор работает на контур ГВС, он полностью отключается от системы отопления, в результате чего последняя значительно остынет, а вместе с ней и весь дом. Обо всех нюансах подробно рассказано в следующем видеоролике:
В другой схеме подключения с двумя циркуляционными насосами бойлер косвенного нагрева загружается за счет включения насоса в своем контуре. Отопительный контур при этом может функционировать постоянно либо отключаться, что зависит от автоматики. Если тепловая мощность котла достаточна, то обе ветви могут действовать одновременно. Только надо верно подобрать насосы, чтобы они не мешали друг другу.
Еще один способ обвязки бойлера применяется в сложных системах с несколькими циркуляционными насосами и гидравлическим разделителем.
Здесь водонагреватель со своим насосом просто присоединяется к общим коллекторам, находящимся за гидрострелкой. Больше подробностей о правильном подключении бойлера косвенного нагрева показано на видеоролике ниже.
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).
Помимо этих элементов в обвязке бойлера со стороны водоснабжения должны присутствовать и другие необходимые детали: краны, клапаны, фильтры и прочая арматура. Как правильно обвязать косвенный водонагреватель с водопроводом частного дома, отражено на схеме с обратным циркуляционным контуром:
Заключение
В сущности, конструкция накопительного водонагревателя не отличается сложностью, так что при желании его можно изготовить самому. При этом есть возможность снабдить бойлер всеми возможными функциями и встроить в него датчики для совместной работы с автоматикой котла. А вот с обвязкой придется повозиться, от правильности ее выполнения зависит эффективная работа всего отопления дома.
Самодельный бойлер для нагрева воды от котла
Приготовление горячей воды на бытовые нужды можно сделать от котла с помощью бойлера косвенного нагрева. Его рекомендуемый объем небольшой — 50 — 100 литров, при условии, что внутренний нагреватель будет достаточно мощным, что обеспечить несложно.
Важно, что горячая вода получится дешевой, в отличие от электрических бойлеров. Ведь для отопления обычно используется топливо, энергия которого, дешевле в разы, чем электричество. Поэтому позаимствовать 5 – 7 кВт для разогрева среднего объема бойлера – нет проблем. Речь идет фактически менее чем о килограмме угля… Остается сделать бойлер, умеющий греть воду от котла …
Типовое изготовление бойлера из металла
Для изготовления бойлера необходимы две основные вещи – металлическая емкость и змеевик. Важное требование экологичность, отсутствие внутри каких либо мастик… так как там будет находится горячая вода, расходуемая на бытовые нужды, в том числе и для купания.
Чаще всего для дешевого изготовления используют легированную сталь толщиной 2 — 4 мм, или бак из нержавейки. Если найдется толстостенная труба большого диаметра – значит сварных швов будет меньше – достаточно приварить крышки, а также вваривать патрубки подключения.
Если же в наличии будет листовой металл, то сварочных работ станет на порядок больше, важно будет сделать правильный прямоугольник и обеспечить исключительно качественные швы, что не просто.
Мощность и змеевик
Бойлер косвенного нагрева обязан быть мощным, чтобы обеспечивать чуть ли не проточный нагрев. Приемлемая мощность для проточного нагревателя составляет 15 – 20 кВт, которая обеспечивает «бесконечную струйку» горячей воды.
Для развития такой мощности достаточно расположить в бойлере 12 метров газового гофрированного трубопровода из нержавейки диаметром 20 мм. В концах он развальцовывается и присоединяется к патрубкам накидными гайками с торцевым уплотнением.
Для подвески змеевика, на дно устанавливаются пластиковые (полиэтиленовые) подставки, к ним подвязками крепится змеевик. Учитывая, что холодная вода будет скапливаться внизу, греющий змеевик рекомендуется располагать не выше 15 см от днища. При этом подающий холодный патрубок – 25 – 30 от дна.
Бойлер из баллона
Умельцы создают 100 литровые бойлеры из газовых баллонов, по 50 литров каждый. Предварительно их заливают водой (вытеснение газа), срезают верхнюю часть болгаркой, затем в нижнем баллоне вваривают патрубки под змеевик и подачу холодной воды, а в верхнем – выход горячей, а также подключение группы безопасности (термометр, клапан и манометр). Остается только сварить баки вместе, и отличный большой бойлер косвенного нагрева готов. Но можно обойтись в принципе и одним баллонном на 50 литров, позаботившись лишь о мощности змеевика для проточного нагрева…
Штуцера – это трубы ¾ дюйма с резьбой с двух сторон. Ввариваются в боковину бака таким образом, чтобы изнутри крепился змеевик, а снаружи подключающие трубы.
В днище также рекомендуется вварить штуцер под сливной кран, для слития осадка, а также приварить ножки. Бак опирается на 3 – 4 ножки и крепится хомутом вверху к стене для устойчивости.
На видео процесс изготовления водонагревателя из одинарного баллона с электрическим теном внутри.
Теплоизоляция
Бойлер, который нагревается от котла, желательно теплоизолировать, чтобы подавать горячую воду по предназначению, а не превращать прибор в еще один радиатор, греющий дом. Да и быстрое остывание воды может быть не слишком приемлемым, при ручной регулировке нагрева.
Теплоизолировать же лучше войлоком толщиной 10 мм в два слоя. Это экологичный материал не дающий при нагреве лишнего (пенополистирол разлагается при нагреве ускоренно на стирол…, минеральная вата дешевая выделяет формальдегид). Поверх войлока можно уложить фольгированный вспененный полиэтилен толщиной 6 мм, а шов склеить скотчем, или создать другую отделку. Но и в таком виде бойлер «уже сойдет для котельной». Длину подключающих штуцеров выбирают с учетом толщины утепляющего слоя.
Автоматизация
Управление бойлером косвенного нагрева делается на основе трехходового клапана с термоголовкой и с выносным датчиком управления, который располагается на циркуляционном трубопроводе системы горячего водоснабжения. Как только в ней температура понизится ниже, скажем, 40 градусов, клапан срабатывает и перенаправляет часть теплоносителя с отопления в змеевик бойлера.
Возможно также и электроуправление от термостата. Типовая схема ГВС с бойлером косвенного нагрева.
В системе ГВС может быть циркуляционный насос, который обеспечивает циркуляцию горячей воды по кранам. Поэтому сливать холодную не приходится – открыл кран — сразу пошла горячая вода.
При отсутствии желания ставить автоматизацию нагрева, можно воспользоваться ручным управлением с помощью балансировочного клапана. Часть теплопотока будет направляться в бойлер и разогревать его до температуры по установке пользователя, — простейшая схема, но жизнеспсобная.
Сравнение косвенного водонагревателя с другими
Эмили Медлок Эмили Медлок АвторЭмили Медлок — писатель-фрилансер, автор публикаций и сертифицированный лайф-коуч. Ее страсть — обустройство дома, историческая фантастика, дизайн интерьера и помощь другим.
Узнайте больше о процессе редактирования Homedit
| Обновлено КупитьСистемы отопления и охлаждения жизненно важны для каждого дома. Тепловые удары и гипотермия являются серьезной проблемой во время непредсказуемых погодных условий, и от них следует защищаться любой ценой.
Зима быстро приближается, поэтому было бы неплохо, если бы вы задумались о том, чем водонагреватель косвенного нагрева отличается от других, представленных на рынке.
Водонагреватели работают в паре с системами HVAC
Что такое косвенный водонагреватель?
Косвенный водонагреватель представляет собой изолированный резервуар для хранения воды, в котором находится змеевиковый теплообменник, перекачивающий термальное масло из вашего котла. Резервуар не производит тепло, а вместо этого получает его из косвенного источника, котла.
Должен ли я приобрести косвенный водонагреватель?
Косвенный водонагреватель на первый взгляд может показаться странным, но если у вас есть бойлер , то это будет хорошая инвестиция. Котел потребляет меньше энергии и экономичен. Однако это не единственный вариант эффективных водонагревателей.
Установка бака косвенного водонагревателя
Подключить бак косвенного водонагревателя к бойлеру несложно, если у вас есть сантехника. Тем, у кого нет опыта, придется нанять профессионального сантехника.
Шаг 1: Подготовка котла
Отключите основное питание котла и подачу воды. Это поможет снизить риск травм и несчастных случаев.
Подсоедините шланг и водяной насос к водоразборному крану котла и слейте воду. Предварительно подождите, пока вода в бойлере не остынет.
Шаг 2: Подготовка фитингов
Найдите безопасное место для водонагревателя рядом с котлом. Участок должен быть ровным. Убедитесь, что вокруг котла есть свободное пространство в несколько дюймов. Всухую установите медную трубу диаметром 1 дюйм от котла до входа теплообменника.
Установите Y-образный сетчатый фильтр после шарового клапана. Это поможет фильтровать и сливать оставшуюся внутри воду. Используйте адаптеры и сантехнический скотч, чтобы прикрепить все должным образом.
Шаг 3: Отшлифуйте и залейте флюсом
Отшлифуйте и зафлюсьте соединения и припаяйте их. Сейчас не время учиться паять. Если у вас нет опыта пайки, не пытайтесь делать это самостоятельно. Пожалуйста, привлеките профессионала, чтобы помочь вам.
Далее разорвите соединение с водоразборным краном котла. Всухую установите медную трубу диаметром 1 дюйм от выхода змеевика теплообменника до входа в котел.
Шаг 4: Завершение
Припаяйте основные трубы подачи воды. Добавьте аварийный запорный клапан. Прикрепите датчик температуры к косвенному водонагревателю, чтобы вы могли контролировать его. Далее прикрепите к котлу электронное реле.
Включите подачу воды и вентиль. Включите продувочные клапаны, чтобы удалить лишний воздух. Вам понадобится ведро, чтобы собрать воду, вытекающую во время этого процесса.
Примечание: наполнение резервуара для воды может занять некоторое время. Вам нужно подождать несколько часов, прежде чем горячая вода будет доступна. Также процесс установки занимает несколько часов, а значит горячей воды у вас будет не сразу.
Типы водонагревателей
Существует несколько типов водонагревателей, которые можно использовать для дома.
На сегодняшний день наиболее популярны следующие водонагреватели:
Водонагреватель с накопительным баком
Эта модель является самой популярной моделью водонагревателя, и, возможно, она у вас уже есть. Часто называемый обычным водонагревателем с накопительным баком, в нем используется бак для хранения нагретой воды.
Размер бака определяет количество доступной горячей воды. Изолированный бак сохраняет воду горячей, а клапаны регулируют температуру воды.
Что нужно знать о владении водонагревателем с накопительным баком
Водонагреватель с накопительным баком требует чистки каждые шесть месяцев. Водонагреватель популярен, потому что он может служить 20 лет и стоит недорого.
Некоторые люди не предпочитают водонагреватели с накопительным баком, потому что они требуют обслуживания. Кроме того, баки могут нагревать только определенное количество воды в данный момент времени.
Проточный водонагреватель
Проточный водонагреватель становится популярным благодаря современным технологиям. Безбаковый водонагреватель, как следует из названия, представляет собой бак, а вместо этого использует змеевики, которые быстро наполняются водой и нагревают воду.
Известные как водонагреватели по запросу, в них обычно хранится горячая вода, готовая к использованию. Однако обогревателя недостаточно для размещения семьи.
Что нужно знать о безбаковом водонагревателе
Срок годности этого водонагревателя составляет десять лет. Он энергоэффективен, так как не поддерживает постоянное нагревание воды, а вместо этого обеспечивает только то, что необходимо.
Они не так популярны из-за своей цены. Они также не окупаются, как другие модели. Их короткий срок службы делает их еще более дорогими.
Водонагреватель с тепловым насосом
Водонагреватель с тепловым насосом, также известный как гибридный водонагреватель, использует атмосферное тепло воздуха и земли. Он также использует электричество для передачи тепла вашей воде.
Что нужно знать о владении водонагревателем с тепловым насосом
Водонагреватели с тепловым насосом энергоэффективны и экономичны, что объясняет их популярность. Поскольку нагреватель рециркулирует тепло, он использует только половину энергии, необходимой большинству водонагревателей.
Несколько недостатков включают в себя то, что нагреватель требует больше вертикального пространства и не может работать в любом климате. Если на участке земли недостаточно тепла, он будет ограничен тем, сколько тепла он может дать.
Водонагреватель на солнечной энергии
Изображение с flickr.Водонагреватель на солнечной энергии использует энергию солнца. Если у вас уже есть солнечные батареи, то этот обогреватель будет хорошей инвестицией. Если нет, вам нужно сначала установить солнечные батареи.
У нас есть руководство по покупке солнечных батарей, которое поможет вам начать работу. Есть несколько недорогих вариантов.
Что нужно знать о владении водонагревателем на солнечной энергии
Пожалуй, самый энергоэффективный водонагреватель, так как солнечные панели — самый экологичный из доступных вариантов.
Солнечные обогреватели не так желательны, потому что они требуют резервного варианта в условиях низкой освещенности. Это также дорогой вариант, и может пройти несколько лет, прежде чем вы начнете замечать разницу в экономии.
Конденсационный водонагреватель
Возможно, это наиболее интересный вариант, поскольку для нагрева воды в вашем доме используются неиспользуемые пары газа. Конденсационный водонагреватель хорошо работает, если вы уже используете газовое отопление вместо электрического.
Газовые пары в вашем доме направляются через змеевик на дне резервуара для нагрева воды. Он требует очень мало энергии и вместо этого повторно использует энергию, которую вы уже использовали.
Если вы уже используете газ, этот вариант может быть наиболее энергоэффективным. В противном случае не стоило бы продолжать, особенно в домах без выхлопных газов.
Правильный выбор водонагревателя
Теперь, когда вы узнали о различиях между водонагревателями, вам может быть проще выбрать правильный водонагреватель. Будет ли косвенный водонагреватель лучшим выбором, или есть вариант получше?
Лучший способ выяснить это — связаться со специалистом, который может дать вам непредвзятое мнение. Свяжитесь с одним из них сегодня и узнайте, смогут ли они помочь вам выбрать лучший водонагреватель для дома и семьи.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)FAQ
Каковы недостатки косвенного водонагревателя?
Использование воды, богатой минералами, может привести к повреждению теплообменника. Также, если у вас котел с пожизненной гарантией, знайте, что в них встроены дисквалифицирующие ограничения. Обычно гарантия распространяется только на первоначального владельца. Они не могут быть переданы после того, как вы продадите свой дом.
Сколько стоят косвенные водонагреватели?
Косвенные водонагреватели объемом 40 галлонов стоят от 350 до 1600 долларов. В среднем установка будет стоить от 800 до 1700 долларов.
Как работает косвенный водонагреватель?
Косвенные водонагреватели основаны на теплопередаче. Сам резервуар для воды не использует электричество или газ. Как правило, нагреватель подключается к вашему котлу, который использует пар в качестве катализатора тепла.
Косвенный водонагреватель Заключение
С наступлением холодов и приближением зимы вам нужен водонагреватель, который обеспечит вас теплой водой по доступным ценам.
Для тех, кто не знаком, водонагреватель косвенного нагрева поначалу может показаться необычным, но после того, как вы узнаете о нем больше, вы обнаружите, что он может помочь вам в долгосрочной перспективе. Независимо от того, что вы решите, не ждите до последней минуты, чтобы заменить водонагреватель.
Что особенного в косвенном водонагревателе? Alex Mel…
Косвенные водонагреватели отличаются от обычных водонагревателей. В них нет газа или функции электрического нагрева для получения горячей воды. В этой статье рассмотрены все уникальные особенности косвенных водонагревателей.
Плюсы косвенных водонагревателей
Министерство энергетики США поддерживает косвенные водонагреватели по уважительной причине. Косвенные водонагреватели способны обеспечить хороший обогрев и ряд преимуществ для каждого человека. Существует множество преимуществ косвенных водонагревателей, которые заслуживают тщательного изучения, например:
Огромная экономия энергии и затрат
Министерство энергетики США сообщило, что косвенный водонагреватель при использовании с некоторыми изолированными резервуарами для воды и высокоэффективными печами может сэкономить значительное количество энергии и денег.
Дешевле в установке и обслуживании
Верхние косвенные водонагреватели имеют простой эргономичный дизайн и не требуют многочисленных дополнительных подключений. Это делает их менее дорогостоящими в установке и обслуживании, чем альтернативные водонагреватели.
Занимает меньше места для хранения
В отличие от обычных водонагревателей, для работы которых требуется бак и бойлер, косвенным водонагревателям не требуется отдельный бойлер. Они могут обойтись установленными в вашем доме отопительными котлами, занимая гораздо меньше места для хранения.
Доставка горячей воды по требованию
В отличие от безбаковых водонагревателей, косвенные водонагреватели удерживают в баках большие объемы воды. Это позволяет получать теплую воду в любой точке. Все, что вам нужно сделать, это открыть краны с горячей водой, чтобы получить теплую воду.
Вероятно, прослужат дольше
Многие водонагреватели косвенного нагрева, продаваемые в розницу, изготовлены из нержавеющей стали. Это позволяет им противостоять коррозии, ржавчине или протечкам в течение длительного времени, что обеспечивает гораздо более длительный срок хранения.
Минусы косвенных водонагревателей
Не все идеально с косвенными водонагревателями, хотя иногда они могут оказаться хорошими для всех жилых помещений. Напоминая альтернативные модели водонагревателей, косвенные водонагреватели также имеют свои недостатки. Вот недостатки косвенных водонагревателей:
Теплопередача страдает при работе с жесткой водой
Это означает, что перед установкой нагревателей может потребоваться устранить сложные проблемы с водой. Или же, в худшем случае, некоторые проблемы с отложениями могут в конечном итоге привести к преждевременному выходу из строя водонагревателей.
Может потребоваться бойлер большего размера, если рабочая нагрузка высока
Если у вас большая семья, которая потребляет много горячей воды, возможно, вам придется заменить старые бойлеры отопления на более крупные модели, чтобы управлять всей системой отопления. может требовать от них.
Затраты выше авансом
С некоторыми альтернативными водонагревателями вы платите сначала меньше, но в конечном итоге выше. При использовании некоторых косвенных водонагревателей верно обратное. Этот набор изначально очень дорог, но имеет низкие эксплуатационные расходы.
Стоит ли покупать косвенные водонагреватели?
Косвенные водонагреватели экономичны благодаря своей компактной конструкции, энергоэффективным функциям и сниженным эксплуатационным расходам. Такие водонагреватели заслуживают ваших затрат, так как их удобнее ремонтировать или сохранять, чем альтернативные модели водонагревателей.
Некоторые дополнительные причины, делающие косвенные водонагреватели практичными, заключаются в том, что они могут работать на жидком топливе, электричестве, природном газе, солнечной энергии, пропане или любой смеси всех этих факторов.