Бойлер из трубы своими руками

Проблема горячей воды становится актуальной там, где отсутствует централизованное горячее водоснабжение: в дачных, частных городских и загородных домах. Сегодня установка готового приспособления для нагрева воды до необходимых температур требует серьезных капиталовложений. Альтернативным способом подачи горячей воды является бойлер косвенного нагрева, который можно изготовить самостоятельно. Его преимущество в том, что горячее водоснабжение жилых помещений осуществляется в экономном режиме и при минимальных финансовых затратах.

Особенности и схема изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками

По внешнему виду бойлер косвенного нагрева – это крупная накопительная емкость, независящая от источников энергии (газа, электричества и др.). Внутри бака, изготовленного из устойчивого к коррозии материала, установлена спиралеобразная трубка, по которой циркулирует теплоноситель. Холодная вода в бак подается через входную трубку, как правило, расположенную внизу. Нагрев воды в бойлере происходит равномерно за счет перемещающегося теплоносителя отопительной системы. Выходная трубка для горячей воды устанавливается вверху. Для удобства пользования трубы оснащаются шаровыми кранами. Снаружи бак покрывается слоем теплоизоляции.

Чертеж изготовления бойлера косвенного нагрева объемом 100 литров показан ниже:

Принципиальная схема работы бойлера:

Отопительная вода из котла поступает в емкость водонагревателя, где, проходя по спиральной трубке, на выходе преобразуется в холодную. Возвратная охлажденная вода поступает обратно в котел.

Преимущества и недостатки бойлера косвенного нагрева

Плюсы использования бойлера, сделанного своими руками:

• подключение к центральной системе отопления;
• установка вблизи отопительного котла;
• незначительные затраты на монтаж контура;
• существенное сокращение расхода энергоресурсов;
• обеспечение водой постоянной температуры.

К минусам стоит отнести следующее:

• для установки бойлера требуется большая площадь или отдельное помещение;
• для нагрева большого объема воды необходимо продолжительное время, при этом обогрев помещений будет осуществляться с меньшей интенсивностью;
• быстрое образование отложений на змеевидной трубке, требующее очищения химическим или механическим способом два раза в год.

Этот вариант получения горячей воды подходит в период отопительного сезона. В другое время роль теплоносителя может выполнять встроенный в бак бойлера электрический ТЭН.

Тогда подогрев воды будет осуществляться при помощи электроэнергии. В этом случае включать бойлер можно в ночное время, когда действуют ночные, низкие тарифы или по мере необходимости.

Изготовление бойлера своими руками

Вследствие довольно-таки несложного принципа работы такое устройство можно сделать самостоятельно. Теперь рассмотрим, как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками.

Вся работа по изготовлению водонагревателя состоит из сборки составных частей конструкции:

В качестве емкости бойлера используется бак. Его объем зависит от потребностей хозяев дома в горячей воде и рассчитывается из количества 50–70 литров на каждого человека ежедневно. Ориентировочно на семью из 4-х человек подойдет 200-литровый бойлер.

Для нагревательного устройства бак должен быть изготовлен из нержавеющей стали, сплавов алюминия или другого материала, стойкого к коррозии. Как альтернатива – газовый баллон, но его стенки предварительно необходимо очистить и прогрунтовать. Без этого действия горячая вода будет иметь запах газа.

В баке проделывают 5 отверстий: 2 сбоку для монтажа змеевика, одно внизу для входной трубы, одно вверху для отбора воды и одно внизу для сливного крана. Для использования бойлера вне отопительного сезона следует предусмотреть установку ТЭНа. Для него также высверливается нижнее отверстие. К проделанным отверстиям крепятся запорные элементы или шаровые краны.

Змеевик

Для этого элемента подходит медная или латунная трубка, диаметр и длина которой зависят от объема бака. В среднем на каждые 10 литров рассчитывается 1,5 кВт тепловой мощности змеевидной трубки. Можно использовать трубку из металлопластика или другого металла с хорошей теплоотдачей.

Трубка накручивается по спирали на цилиндрическую оправку. Для этого можно взять бревно или трубу большого диаметра.

При намотке змеевика важно следить за витками:

• в целях наилучшего контакта греющей поверхности трубки с нагреваемой водой витки не должны соприкасаться друг с другом;
• не стоит делать навивку с чрезмерным усилием, тогда снять змеевик с оправки будет непросто.
• Количество витков на змеевике рассчитывается от объема и высоты бака.

Теплоизоляция

Снаружи бак необходимо покрыть слоем изоляции. Он необходим для увеличения КПД и снижения тепловых потерь. Для утепления емкости подойдет монтажная пена, минеральная вата или любой другой теплоизоляционный материал, который крепится к основе проволокой, клеем или полосовыми стяжками. Для аккуратного внешнего вида корпус бака лучше покрыть тонким листовым металлом или фольгированным утеплителем.

Утеплить бак можно также при помощи другой емкости большего диаметра. Для этого сделанный бойлер своими руками вставляется в большой бак, а простенок по принципу термоса заполняется утепляющим материалом или пенопластом.

Монтаж

Сборка бойлера, изготовленного своими руками, осуществляется после подготовки всех составных частей:

• змеевик по центру или вдоль стенок монтируется внутри бака, к его входной и выходной трубе припаиваются патрубки;
• для вертикально стоящего бойлера ко дну привариваются опоры, для навесного устройства – петли «ушки»;
• устанавливается ТЭН;
• бойлер плотно закрывается крышкой;
• подключение змеевика по схеме изготовления бойлера косвенного нагрева своими руками к контуру отопительной системы;
• подсоединение входной/выходной трубы для воды;
• разводка трубы в кухню или в ванную в точке водоразбора.

Видео: как сделать бойлер косвенного нагрева своими руками

Видео: изготовление бойлера косвенного нагрева

Что такое косвенный нагрев, и как его реализовать своими руками? Концепция работы такая-же, как у теплоэлектростанций (ТЭС). В процессе решения основной задачи (работа генераторов на пару) появляется «лишняя» тепловая энергия. Ее можно безответственно выпускать в атмосферу, или направить на организацию отопления микрорайона.

Так же точно работает агрегат косвенного нагрева. Берем источник тепла (который существует вне зависимости от вашей потребности извлечь из него дополнительную выгоду), и «отбираем» у него часть тепловой энергии.

Таким образом жители коммунальных квартир без горячего водоснабжения добывали горячую воду (в основном для мытья посуды, иногда для принятия душа). Для этого в содружестве с соседями изготавливался бойлер косвенного нагрева своими руками. Решение простое, но требующее как минимум газовой горелки для сварки труб. Либо агрегат изготавливался «левым» способом по основному месту работы (как правило, завод, или ремонтный цех).

Простейший теплообменник

Самодельный нагреватель выглядит следующим образом:

На трубу центрального отопления наваривается оболочка большего диаметра. Получается герметичный сосуд, внутри которого протекает горячий теплоноситель. С противоположных сторон внешней трубы (фактически, это бойлер), устраиваются фланцы для подачи (стока) холодной воды. При достаточно горячем теплоносителе, вода в бойлере быстро нагревается. После чего верхний кран можно открывать, и пользоваться горячим водоснабжением, пока горячая вода не будет замещена холодной.

Если оставить за скобками законность переоборудования коллективной сети отопления (едва ли за это предусмотрена серьезная ответственность), система работает эффективно. Горячая вода условно бесплатная, за вычетом разовых вложений на материалы, и бутылку горячительного напитка для сварщика.

Если вы устраиваете такой проточный водонагреватель своими руками в частном домовладении — никаких условных проблем не будет.

Единственное ограничение — объем наружной емкости. В реальном времени вода нагреваться не будет, слишком малый запас тепловой энергии в трубе отопления. Поэтому система работает циклично: нагрев — использование — нагрев. Чем выше коэффициент соотношения диаметров (или чем длиннее труба), тем больше запас горячей воды. Соответственно, тем дольше она будет прогреваться.

Еще один серьезный недостаток: летом (при выключенном отоплении) такие нагреватели не работают.

Усовершенствованная конструкция

Как улучшить теплообмен? Правильно, необходимо увеличить площадь контакта. Разумеется, материал внутренней трубы также важен, медная труба передает тепло гораздо эффективнее. Но в данной конструкции, ставка делается на экономию, поэтому делаем бойлер косвенного нагрева своими руками из стали.

Для улучшения коэффициента теплообмена, можно применить несколько схем:

1. Классический вариант мы уже рассмотрели.
2. «U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
3. Двойное «U» гарантирует двукратное увеличение КПД

Важно по п.п. 2 и 3:

Термодинамика — не линейная наука. При увеличении площади обмена в таких несовершенных конструкциях, как бойлер «труба в трубе», коэффициент полезного действия меняется дифференцировано.

1. Создание дополнительного объема за счет образования своеобразной «складки» во внешней трубе. Позволяет накопить больше воды вторичного нагрева.
2. Змеевик существенно увеличивает длину устройства, при неизменных габаритах.
3. Так называемая «турбо» схема. Сложная конструкция первичной трубы (с теплоносителем) увеличивает время прохождения тепла через внешнюю оболочку.

Накопительные системы с большим объемом

Мы выяснили, в чем основной недостаток водонагревательного элемента «труба в трубе». Косвенный нагрев происходит слишком долго. Поскольку увеличение теплоотдачи затруднительно, для нагрева воды можно использовать емкость покрупнее. Тогда и над теплообменником можно «поколдовать». Оптимальный вариант на иллюстрации: змеевик внутри широкого корпуса.

Конструкция представляет собой бак требуемой емкости (50, 100, 200 литров), внутри которого, расположен змеевик (чем длиннее, тем эффективнее прогрев). Источник тепла не имеет значения: обычно, это контур отопления помещения. Вода в санитарном (внутреннем) баке достаточно быстро прогревается. Единственная проблема — неравномерность распределения тепла. В нижней части емкости остается «холодная» область. Несмотря на правильную схему отбора нагретой воды (приемный патрубок сверху), холодная область не дает прогреться всему объему.

При самостоятельном изготовлении рекомендуется использовать нержавеющий бак и медный змеевик. Дополнительные затраты окупятся высокой эффективностью системы.

Тем более, что материалы дефицитом не являются. Бак подойдет от старой стиральной машинки активаторного типа. А медная трубка продается в любом сантехническом магазине.

Еще один вариант: «бак в баке». Если перед вами встает вопрос, как сделать бойлер своими руками, присмотритесь к такой схеме.

Внутренняя емкость (в которой будет происходить косвенный нагрев) подбирается с гофрированными стенками (желательно). Так больше площадь теплообмена. А вода первичного нагрева протекает через точку внешнюю. Если вы охлаждали кастрюлю с горячим компотом в тазу с холодной водой, принцип работы нагревателя понятен.

Разумеется, выполнить такою систему сложнее, но эффективность будет выше.

Общие правила изготовления бойлеров косвенного нагрева

• Обязательно наличие теплоизолирующей оболочки. Иначе нагретая вода будет стремительно охлаждаться через внешние стенки. Оптимальный вариант — установка рабочей емкости в более крупную бочку, и задувание промежутка между стен строительной пеной.
• Можно укутать емкость строительными теплоизоляционными материалами, правда это выглядит не так эстетично (зато недорого). Если бойлер расположен в помещении котельной, можно сэкономить.
• Внутренняя труба (если применяется схема со змеевиком) должна быть коррозийно устойчивой. После сборки конструкции доступ для обслуживания будет затруднен.
• При использовании электрохимических пар (например, алюминиевый бак + медная трубка) фланцы подключения должны быть изолированы нейтральными прокладками.
• Желательно устраивать в стенке наружного бака ревизионное окошко, через которое проводится чистка или обслуживание.

Подручные материалы

Мы уже говорили о баках из нержавейки от старых стиральных машин. Однако найти такую заготовку непросто. Отличным донором может стать списанный пропановый баллон на 100 л. Давление он не держит (потому и списали), а в качестве бака для воды еще послужит. Разумеется, бойлер из газового баллона должен быть тщательно очищен (особенно изнутри) и покрашен качественной водостойкой эмалью.

Для изготовления не требуется промышленное оборудование. Достаточно «болгарки» и сварочного аппарата. Срезается верхняя часть, затем в ней формируется нагревательная арматура.

При свободном доступе к иным материалам, можно выполнить нагреватель хоть из листовой нержавейки. Посмотреть, как изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками, можно на видео (смотреть ниже).

Возможно, страдает эстетика, но качество и долговечность сделанного нагревателя, не хуже заводского.

• Мы уже знаем, что в теплое время года, когда котел отопления не работает, косвенные нагреватели остаются не при делах. В этом случае поможет электрический ТЭН, встроенный в бак в качестве резервного элемента.
• Еще один вариант получения горячей воды летом — установка второго контура теплообмена, подключенного к солнечным системам нагрева.
• В результате можно собрать систему нагрева 3 в 1. От котла отопления (вне зависимости от вида топлива), от электрического ТЭНа и от энергии солнца. При пропадании двух их трех источников энергии, вы все равно сможете обеспечить жилище горячей водой.

Электрический косвенный нагреватель

Использование ТЭНа не относится к косвенным способам нагрева, поскольку присутствует прямой контакт воды с первичным источником тепла. Исключение составляет индукционный водонагреватель. Жидкость получает энергию как бы виртуально, не касаясь внутреннего термоэлемента. Собственно, его вообще нет в конструкции.

Проточный водонагреватель своими руками делается по принципу индукционных варочных поверхностей. Только вместо кастрюли с водой, нагревается металлическая труба.

Главное преимущество системы в том, что нагрев происходит не за счет прямого теплового контакта с источником электрической энергии, а с помощью вихревых токов. Потери на коэффициент теплопередачи минимальны, КПД стремится к 100%. При этом, нагревается как металлическая труба, так и непосредственно жидкость (если она достаточно теплопроводна). Кроме того, проточные индукционные нагреватели существенно безопаснее бойлеров с традиционным электрическим нагревателем: нет контакта воды с подключенным к электросети элементом.

Недостаток очевиден: для нагрева требуется подключение к электропитанию. То есть, вариант косвенного нагрева с помощью дровяного (газового) котла не работает. Помещение должно быть электрифицировано.

Схема устройства и принцип работы

С помощью генератора высокой частоты (десятки кГц), в индукционной катушке генерируется переменный ток. По законам физики, в этот момент возникает магнитное поле с постоянно меняющимся вектором. В проводнике, попавшем под действие магнитного поля, возникают беспорядочные вихревые токи. Молекулы начинают хаотичное движение и материал быстро нагревается.

С помощью такого индуктора можно даже раскалить докрасна металлическую заготовку. Поскольку в трубе протекает вода, избыточного нагрева не происходит.

Генератор можно позаимствовать из варочной поверхности (разумеется, индукционной), либо изготовить самостоятельно.

Еще один вариант донорства — инверторный сварочный аппарат.

Хотя, учитывая простоту электрической схемы, многие домашние мастера изготавливают подобные генераторы из доступных радиоэлементов.

Вывод

В зависимости от энерговооруженности вашего жилища и способа его отопления, можно подобрать, разработать, и сделать своими руками любой из перечисленных бойлеров косвенного нагрева. Затраты на «производство» зависят от доступности материала и элементной базы.

Видео по теме

Проблема отсутствия подключения к горячему водоснабжению является актуальной для многих из нас. Выходом из сложившейся ситуации станет установка соответствующих бойлеров, которые позволяют нагревать воду, обеспечивая необходимый комфорт проживания в квартире или частном доме. Сегодня в продаже можно найти сотни таких нагревательных котлов, которые различаются принципом своей работы и рядом других характеристик.

Конструкция бойлера косвенного нагрева

Принцип работа такого водонагревателя основывается на использовании теплоносителя из отопительной системы, позволяя с минимальными издержками получать необходимый объем горячей воды. Такой бойлер может использовать отдельный или же общий контур отопительной системы, что позволяет с легкостью встраивать его в инженерные коммуникации дома.

Конструкция бойлера косвенного нагрева состоит из герметичной накопительной ёмкости, с расположенным внутри змеевиком, по которому циркулирует нагретый теплоноситель из системы отопления. Холодная вода подается в бак через расположенную внизу входную трубку, а забор теплой жидкости осуществляется через соответствующий патрубок вверху накопительной емкости. Несмотря на свою относительную простоту конструкции, такой самодельный водонагреватель косвенного нагрева отличается эффективностью, что позволяет ему нагревать воду в необходимых объемах.

Преимущества и недостатки бойлеров косвенного нагрева

Поговорим поподробнее о преимуществах и недостатках таких нагревательных бойлеров, которые достаточно часто устанавливаются на дачах и в частных домах, где отсутствует подключение к газовой магистрали и централизованному отоплению.

Преимуществами такой технологии является:

• Простота водонагревателя и легкость его установки.
• Нагревательный котел подключается к системе центрального или автономного отопления.
• Изготовить водонагреватель косвенного нагрева своими руками не составит труда.
• Отличная эффективность и возможность получения горячей воды с постоянной температурой.

Минусы у бойлеров косвенного нагрева всё же имеются:

• Необходимость очистки змеевика от отложений.
• Требуется дополнительное помещение для установки такого оборудования.
• В том случае, если не функционирует система отопления, подогрев воды в бойлере существенно усложняется.

Сегодня большой популярностью пользуются комбинированные водонагреватели косвенного нагрева, в которых используется, как теплоноситель из системы отопления, так и дополнительный электрический теплонагревательный элемент, который обеспечивает максимально возможную энергонезависимость подобного водонагревательного котла.

Как изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками

Простота данной конструкции и ее эффективность неизменно сказалась на популярности бойлеров у отечественных домовладельцев. Имеется возможность самостоятельного изготовления таких котлов косвенного нагрева, что позволяет существенно сэкономить на покупке дорогого отопительного водонагревательного оборудования. Расскажем вам поподробнее, как своими руками изготовить такой бойлер.

Выбираем бак для бойлера

Объем накопительной емкости водонагревателя следует рассчитывать исходя из суточного потребления горячей воды в доме. В том случае, если в квартире или в доме проживает несколько человек, то будет достаточно бака в 100 литров. А для семьи в 4-5 человек следует выбирать уже емкость объемом в 200-300 литров.

Используемый бак должен изготавливаться из сплава алюминия, нержавеющей стали или другого металла, который отличается устойчивостью к коррозии. Можно использовать крупноразмерный газовый баллон, стенки которого дополнительно очищаются и грунтуются. Если же не прогрунтовать стенки баллона, то горячая вода может иметь неприятный запах газа.

В выбранном баке необходимо просверлить пять отверстий. Два снизу для входной трубы и аварийного слива, два сбоку для установки змеевика и одно отверстие для отбора воды сверху. В том случае, если планируется использовать такой бойлер вне отопительного сезона необходимо также выполнить отверстия для установки электрического теплонагревательного элемента. Для ТЭНа высверливают одно или же два отверстия снизу. В выполненные отверстия устанавливают шаровые краны или запорные элементы, после чего проверяется герметичность накопительной емкости.

Выбираем змеевик

Используемый змеевик является одним из важнейших элементов конструкция бойлера косвенного нагрева. Выполнен этот элемент может быть из латунной или медной трубки. Длину змеевика и его диаметр рассчитывают исходя из объема бака и температуры теплоносителя в системе отопления. Сам нагревательный элемент может быть выполнен из трубки диаметром 8-20 миллиметров, которая свернута в спираль. Выполненные витки не должны соприкасаться друг с другом, что позволяет обеспечить максимальную эффективность нагрева.

Длина змеевика рассчитывается по соответствующей формуле, когда необходимую тепловую мощность, делят на число Пи, которое умножают на диаметр трубы и разность температуры теплоносителя и воды в баке. Так, например, для нагрева 200 литрового бака потребуется змеевик, имеющий тепловую мощность в 30 кВт. Если используется трубка змеевика в 10 миллиметров, а разность температуры составляет 65 градусов, то потребуется выполнить змеевик с диаметром 40 сантиметров длиной трубки 15 метров. Соответственно, такой змеевик будет иметь приблизительно 12-13 витков.

Необходимую тепловую мощность змеевика можно рассчитать из соотношения 1,5 кВт тепловой мощности на 10 литров накопительной емкости. Соответственно, проведя такой простой расчет, вы сможете получить необходимую мощность змеевика, а впоследствии рассчитаете его размеры.

Выгибать змеевик проще всего по имеющемуся шаблону. Можно подобрать подходящую по размерам стальную трубу и выгнуть по ней змеевик, который выполняется из мягкой латуни или меди.

Теплоизоляция бака

Для повышения эффективности нагрева рекомендуется покрыть снаружи бак слоем изоляции. Для такого утепления рекомендуем использовать минеральную вату, монтажную пену или любой другой теплоизолятор, который снаружи бака крепится на проволоку или же фиксируется стяжками.

Также утеплить бак можно вставив такой выполненный самостоятельно бойлер в ёмкость большего диаметра. Полости между емкостями заполняют пенопластом или другим утепляющим материалом. По сути, у нас получится импровизированный термос, который отлично держит тепло и позволяет быстро осуществлять нагрев воды.

Сборка бойлера

Изготовив все составные компоненты и подготовив необходимые детали, можно приступать к сборке бойлера косвенного нагрева:

• Змеевик устанавливаются внутри бака, после чего его приваривают к входной и выходной трубе.
• Ко дну газового бойлера приваривают опоры, а если планируется навесное исполнение, то выполняют петли-уши.
• Устанавливают теплонагревающий элемент.
• Котел герметично закрывается крышкой.
• Подключают змеевик к системе отопления.
• Подсоединяют входные и выходные трубы для холодной и тёплой воды.
• Проводят разводку труб в ванную, на кухню или в точку водоразбора.

На этом изготовление и подключение водонагревателя косвенного нагрева полностью завершено. Необходимо проверить герметичность и работоспособность выполненного нагревательного оборудования, и при необходимости выполнить его дополнительную настройку.

Несмотря на кажущуюся простоту такой конструкции она обеспечивает эффективный нагрев, при этом расходы на получение тёплой воды будут минимальными. Изготовить такой бойлер косвенного нагрева можно своими руками, а в последующем такое оборудование не потребует какого-либо сложного обслуживания и ремонта.

Помните лишь о том, что раз в год следует проводить очистку змеевика от появившегося налета и известковых отложений. Проводится такая очистка, как механическим способом, так и при помощи специальных химикатов, которые растворяют кальциевые и известковые отложения.

Заключение

Котел косвенного нагрева позволит полностью решить проблему с тёплой водой при отсутствии подключения к горячему водоснабжению. Изготовить бойлер косвенного нагрева своими руками не составит труда, что позволит существенно сэкономить, не потеряв при этом в функциональности и эффективности подобного оборудования. Делается такой котел из подручных материалов, а расчеты по змеевику сможет выполнить каждый из нас.