Бойлер косвенного нагрева своими руками: принцип работы и устройство

Схемы и правила подключения БКН

Схема подключения и особенности монтажа бойлера косвенного нагрева зависят от класса прибора и системы отопления в доме. Необходимо правильно выбрать место установки, ориентируясь на расположение котла, врезку насосов и уже имеющуюся разводку. Попробуем разобраться, что необходимо учесть при монтаже нагревательного оборудования.

Вариант #1 – обвязка с трехходовым клапаном

Это одна из наиболее популярных схем, так как при ее применении происходит параллельное подключение отопительной системы и БКН, оснащенное запорной арматурой. Бойлер необходимо установить около котла, на подачу врезать циркуляционный насос, затем трехходовой клапан.

Данная схема успешно применяется, если используется несколько обогревательных приборов, например, два разных котла.

Трехходовой клапан – это своеобразный переключатель, который управляется термореле. При понижении температуры срабатывает автоматика, и поток теплоносителя с обогревательного контура перенаправляется в БКН

По сути, это система с приоритетом, которая обеспечивает быстрый нагрев воды в бойлере при полном отключении радиаторов на некоторое время. Как только температура повышается до заданного значения, вновь срабатывает трехходовой клапан и возвращает теплоноситель в прежнее русло – в отопительную систему. Этот способ обвязки пригодится тем, кто использует бойлер в постоянном режиме

Вариант #2 – схема с двумя циркуляционными насосами

Если бойлер применяют редко (например, сезонно или по выходным) или появилась необходимость в воде, температура которой ниже, чем в системе обогрева, применяют схему с двумя Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости циркуляционными насосами. Первый устанавливают на трубе подачи, непосредственно перед БКН, второй – на контуре отопления.

Циркуляционный насос запитан через термореле, поэтому начинает действовать только при снижении температуры ниже требуемой. Ускорение нагрева происходит вместе с включением принудительной циркуляции

Трехходовой клапан в данной схеме отсутствует, обвязка оборудована с применением простых соединительных тройников.

Вариант #3 – обвязка с гидравлической стрелкой

Это подключение используют для объемных бойлеров (200 л и более) и разветвленных отопительных систем с множеством дополнительных контуров. Примером может служить система отопления в двухэтажном доме, где кроме многоконтурной радиаторной сети используются теплые полы.

Гидравлический распределитель (гидрострелка) необходим, чтобы упростить схему отопительной системы и избежать монтажа рециркуляционных насосов на каждую отопительную ветку

Оборудование гидрострелки позволяет избежать теплового удара, так как давление воды в каждом контуре будет одинаковым. Самостоятельно сделать обвязку по данной схеме довольно сложно, поэтому лучше обратиться к профессиональным монтажникам.

Вариант #4 – использование рециркуляции теплоносителя

Рециркуляция полезна, когда присутствует контур, нуждающийся в постоянной подаче горячей воды – например, полотенцесушитель. Если его подключить к системе отопления, теплоноситель будет постоянно циркулировать, а сушилка функционировать и одновременно служить отопительным прибором.

Применение рециркуляции обладает одним большим преимуществом – не нужно ждать, когда вода нагреется до нужной температуры, она всегда будет горячей

Но у этой схемы есть и недостатки. Главный – это увеличение расходов на топливо, потому что требуется постоянный прогрев охлаждаемой в контуре воды. Второй минус – смешивание воды в бойлере. Обычно горячая вода находится в верхней части, и оттуда поступает к точкам водоразбора, здесь же она перемешивается с холодной, вследствие чего на выходе температура немного ниже.

Существуют модели бойлеров со встроенной рециркуляцией, то есть с готовыми патрубками для подключения полотенцесушителя. Но дешевле приобрести обычный бак, применив для подключения тройники.

Вариант #5 – система с энергонезависимым котлом

Отличительная особенность данной схемы – установка бойлера на более высоком уровне, чем котел и отопительные приборы. Предпочтение отдается настенным моделям, которые можно подвесить на высоте 1 м над полом.

Напольные модели конкретно в рамках данной схемы уступают настенным скоростью и качеством нагрева. Температура воды значительно ниже (примерно как в обратном трубопроводе), следовательно, и запас горячей воды меньше

Энергонезависимый тип отопления строится на применении законов гравитации, следовательно, теплоноситель будет циркулировать и при отключении электричества. В обычном режиме можно подключит циркуляционные насосы.

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.

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.

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.

Принцип работы

Подобные агрегаты имеют простой принцип работы, достаточно только разобраться в их устройстве. Так, аппарат представляет собой бак, внутри которого проходят нагревательные трубы. По ним подается теплоноситель, направленный на отопление помещения. Пока жидкость течет внутри устройства, нагревается и вода, использующаяся для хозяйственных нужд. Именно поэтому аппарат и получил такое название. Нагревание змеевика осуществляется двумя способами:

подключение системы к более мощному прибору для обогрева (например, котлу);
подсоединение к центральной системе отопления.

Конструкция

Устройство бойлера очень обычное. В баке из материала, не подверженного коррозии, размещен теплообменник в виде змеевика или бака маленьких размеров. Теплообменник для увеличения теплоотдачи выполняют из материала с высокой теплопроводностью, во многих случаях из меди.

Бак оснащен штуцерами для подвода и отбора воды. Ввод холодной воды размещен снизу бака и оснащен клапаном обратного типа, через него же, с помощью обводного вентиля, выполняют слив. Выводной сгон для горячей воды размещают сверху бака.

Стены бака Для уменьшения теплопотерь необходимо прекрасно утеплить. Для этого можно использовать различные материалы, но самый прекрасный вариант — полиуретан, он обладает хорошими качествами тепловой изоляции, при этом не боится влаги, прекрасно гасит шум воды, возникающий при нагреве, надежный и экологично безопасен.

Чтобы сделать бойлер собственноручно проще всего поместить бак-накопитель в бачок или корпус аналогичной формы чуть внушительных размеров и заполнить пространство между ними полиуретановой пеной из баллона.

Чтобы провести измерения и регулировки температуры бойлер оснащают термометром и термостатом. Подобный элемент не обязателен, но существенно увеличивает удобство использования нагревателя. Чтобы выполнить меньше внутреннюю коррозию, можно тоже встроить в бак магниевый анод, предназначенного для водонагревателей ТЭНового типа. Их продают в сервисных центрах обслуживания или в точках продажи бытовой техники.

Особенности подключения

Перечисленные ниже особенности не являются обязательными, однако их выполнение продлевает срок годности котла и облегчает обслуживание всей отопительной системы в целом. Они такие:

На все водяные патрубки агрегата на газе следует ставить своими руками запорные шаровые краны .
На трубу, по которой возвращается охлажденный теплоноситель, стоит ставить фильтр очистки воды. Благодаря этому можно уберечь теплообменник от загрязнения веществами, которые возвращаются из отопительной сети. Такой же фильтр является востребованным и на трубе подачи холодной воды во второй контур.
С обеих сторон фильтров стоит размещать запорные шаровые краны. Это облегчит чистку фильтров.
В обвязку желательно включать химический смягчитель воды. Он уменьшает жесткость теплоносителя и предотвращает образование накипи в теплообменнике. Его размещают на трубе обратки.
Подключение котла к отопительной магистрали стоит делать, используя разъемные резьбовые муфты и такие же трубы, из которых состоит теплосеть. Первые пригодятся тогда, когда нужно снимать котел. Благодаря им не нужно нарушать целостность труб.
На нижнем контуре отопительной системы следует устанавливать кран слива теплоносителя из котла. Благодаря этому не нужно будет сливать из сети весь теплоноситель.

Согласно требованиям, описанным в разных видео, обязательно при подключении:

предусматривают вентиль, который сливает воду. Его устанавливают своими руками на нижнем контуре сети;
подсоединяют трубу подпитки к линии подачи теплоносителя в систему. Такой подход не позволить холодной воде поступать в раскаленный теплообменник. Это правило актуально для классических газовых котлов. Если используются конденсационные устройства, то такую подводку лучше подсоединять к линии обратки;
не устанавливают запорный вентиль между котлом и группой безопасности (это требование является целесообразным для ситуаций, связанных с дополнительным монтажом такой группы; обычно, она не нужна, поскольку входит в состав устройства).

Зачем нужен бойлер косвенного нагрева

Бойлеры косвенного нагрева должны приобретаться в комплекте с одноконтурными котлами — значит, такой вариант оборудования занимает больше места и стоимость его выше, чем цены стандартного двухконтурного котла. Тем не менее, важным преимуществом является возможность бесперебойной подачи значительного количества горячей воды с неизменными температурными показателями.

Любой способ нагрева проточной воды практически любыми системами сопровождаетсянедостаточной производительностью и непостоянством температуры подаваемой воды. В этом случае будет нужен грамотно разработанный график водопотребления. Принцип работы бойлеров косвенного нагрева несколько иной, что позволяет задействовать одновременно несколько точек использования горячей воды.

Достоинства и недостатки оборудования косвенного нагрева

Среди преимуществ бойлера косвенного типа можно выделить:

экономичность (отсутствуют затраты на электроэнергию);
высокую производительность оборудования, ограниченную только мощностью обогревательного котла;
отсутствие прямого контакта между проточной водой и теплоносителем;
возможность потребления тепловой энергии сразу с нескольких источников для увеличения мощности и эффективности работы бойлера.

К существенным недостаткам оборудования можно отнести:

высокую стоимость. Бойлер косвенного нагрева стоит в 1,5–2 раза больше, чем водонагреватель прямого типа;
недостаточную мощность. Для нагрева большого количества воды (более 100 л) может потребоваться достаточно много времени — от 1 часа. В ассортименте некоторых производителей существуют бойлеры с более высокой скоростью нагрева (30–35 мин.), но их стоимость неоправданно высока;
большие габариты. Размер оборудования напрямую зависит от объёма бака. Бойлеры ёмкостью свыше 200 л занимают слишком много места, поэтому их устанавливают в отдельном подсобном помещении;
невозможность круглогодичного использования. Эффективная работа только в отопительный сезон (осень — зима). Летом, когда обогревательный котёл выключен, нагрев воды в бойлере не происходит.

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

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.

Экономичность использования косвенного водонагревателя является важным, но не единственным его достоинством. Бойлер имеет и ряд других эксплуатационных преимуществ:

Достаточно высокая производительность. Ее конкретный показатель зависит от сечения труб, установленных в агрегат, а также от мощностных характеристики самого отопительного котла.
Нет нагрузки на бытовую электросеть (если дополнительно не монтируется нагревающий элемент).
Возможность эксплуатации оборудования круглогодично (требуется установка ТЭНа – специального нагревателя) и использования разных источников тепловой энергии. В ряде случаев это имеет огромное значение.
Отсутствие участков соприкосновения между содержащим немалое количество вредных солей теплоносителем и подогреваемой водой.

Теперь разберемся с недостатками рассматриваемых водонагревателей и с возможными способами их решения. Главный минус бойлера – большие размеры бака. Агрегат занимает немало места, что может вызвать затруднения при его установке в скромных по площади помещениях. Второй недостаток заключается в том, что в крупной по объему емкости вода нагревается достаточно долго. Причем при подогреве жидкости в баке отмечается некоторое уменьшение интенсивности отопления жилища.

Установка обвязки

Из описания принципа функционирования косвенного водонагревателя видно, что без дополнительных приспособлений его можно эксплуатировать только тогда, когда работает отопительная система. То есть, используется бойлер исключительно в холодное время года. А если нам хочется постоянно получать горячую воду, вне зависимости от температуры на улице?

Есть котлы со встроенным водонагревателем. В них монтируется медная трубка, которая представляет собой спираль.

Монтаж бойлера

Монтаж бойлера косвенного нагрева выполняется в несколько этапов. Рекомендуется следовать предписанному порядку во избежание каких-либо осложнений в процессе.

Первый этап

Определившись с материалом и объемом бака, нужно сделать входное и выходное отверстия для теплоносителя. У проделанных отверстий монтируются краны и элементы блокировки.

Для большего удобства рекомендуется делать отвод сверху, а ввод – снизу. Благодаря именно такому расположению минимизируется потеря тепла и колебания температуры.

На нижней поверхности бака также необходим дополнительный кран для аварийного слива жидкости из системы, например, при ремонте или чистки устройства от накипи.

Второй этап

Трубку выбранного диаметра необходимо согнуть в спираль. Численность веток сгиба требуется высчитать изначально.

Для удобства сгиба спирали используется шаблон, для которого можно взять стальную трубу с нужным диаметром. Следует учесть и то, что намотка не должна быть чрезмерно плотной из-за возможных сложностей с последующим снятием.

После создания спирали к ее концам при помощи паек крепятся резьбовые фитинги.

Принцип работы бойлера косвенного нагрева

К змеевику бойлера подключается общая система отопления. После этого в бак поступает холодная вода, нагревается и подается в другие системы по мере необходимости.

Третий этап

Сразу же нужно сделать отверстия для змеевика. На внутренних стенках бака необходимо приварить крепления для витков трубки. После создания пайки требуется скрепить установленные соединения со змеевиком.

На этом же этапе рекомендуется проверить герметичность системы с помощью сжатого воздуха. Чтобы осуществить проверку, нужно подключить компрессор к одному из отверстий системы, а другое плотно закрыть. Если есть утечки, трубку необходимо перепаять.

Проверка герметичности считается обязательной в том случае, если в качестве теплоносителя используется антифриз.

Четвертый этап

Требуется установить крышку для бака. Главное, что следует учитывать, – через крышку не должно уходить тепло из бака. Для гарантии плотности рекомендуется установить на нее защелки.

Наравне с крышкой необходимо утеплить стенки бачка. В качестве основы для утеплителя можно использовать пенопласт и другие, более современные, напыляемые материалы.

Для достижения красивого внешнего вида бака можно его установить внутрь другого контейнера, подходящего размера. В этом случае система будет работать по принципу термоса.

Устройство бойлера косвенного нагрева

По сути, аппарат представляет собой обычный теплообменник.

Правда теплообменники традиционно строят по принципу «труба в трубе», а в данном случае элементами теплового обмена являются сосуд и трубчатый змеевик. Накопительный сосуд исполняет роль наружной «трубы», внутри которой размещается «труба» внутренняя или змеевик.

Галерея изображений

Фото из

Подготовка санитарной воды в бойлере косвенного нагрева производится без прямого использования электроэнергии, газа, твердого или жидкого топлива

Воду для гигиенических процедур в бойлере косвенного нагрева производит теплоноситель, подогреваемый котлом

Бойлер подключают к системе отопления. Внутри него по змеевику, трубам или пространству между двумя баками проходит теплоноситель прежде чем дальше попасть в приборы отопления

Чаще всего бойлеры косвенного нагрева оборудуют теплообменниками в виде змеевиков. Особенно характерно это решение для самодельных конструкций

Змеевик, по которому протекает теплоноситель, просто устанавливают внутри емкости. Нагретая им вода для бытовых нужд постоянно находится в этом виде накопительного водонагревателя

В качестве корпуса для изготовления самодельного бойлера подойдет любая герметичная емкость, бак, опустошенный газовый баллон, обычный бойлер

Сложность заключается вовсе не в изготовлении, а в подключении бойлера косвенного нагрева. Для его нормальной работы требуется циркуляционный насос, обратный клапан, мембранный бак для расширяющейся при нагреве жидкости

В установке собственной группы безопасности нет необходимости. Избыток давления устранит общий для отопления предохранительный клапан. А вот воздухоотводчик совсем не помешает, потому что внутри отдельной от системы емкости будет закипать вода

Устройство для экономного использования энергии

Заводское оборудование для косвенного нагрева

Вариант теплообменника бойлера косвенного нагрева

Самый распространенный теплообменник бойлера

Простая конструкция бойлера косвенного нагрева

Самодельный бойлер из газового баллона

Сложность обвязки бойлера косвенного нагрева

Воздухоотводчик в схеме подключения бойлера

Через трубчатый змеевик пропускается теплоноситель отопительной системы, а внутренняя область сосуда заполняется холодной водой. Теплоноситель нагревает стенки трубчатого змеевика, а те, в свою очередь, греют холодную воду в сосуде.

Примерно так выглядит традиционная схема подключения бойлера косвенного нагрева. В данном случае прибор работает в паре с отопительным котлом

Схема бойлера косвенного нагрева обычно делается по технологии противотока двух сред, разных по температурному уровню. Другими словами, если выход подогреваемой воды предусмотрен в нижней части ёмкости, а патрубок подпитки холодной водой находится выше, в этом случае подача теплоносителя в змеевик осуществляется на верхнем уровне.

Обратная конфигурация выполняется, если вход и выход холодной воды меняются местами. На практике чаще встречаются схемы с верхним выходом нагретой воды.

С целью снижения тепловых потерь сделанный своими руками бойлер косвенного нагрева следует обязательно изолировать. Хороший изолятор тепла – минеральная вата

Учитывая, что бойлер косвенного нагрева относится к тепловому сантехническому оборудованию, аппарат и прилегающая к нему обвязка трубопроводами подлежат тепловой изоляции.

Разумно монтировать систему в непосредственной близости от котла системы отопления. Такой подход обеспечит меньше затрат на монтаж оборудования, а потери тепла на пути от системы отопления к бойлеру косвенного нагрева будут существенно снижены.

С примером изготовления простейшего бойлера косвенного нагрева ознакомит следующая фото-подборка:

Галерея изображений

Фото из

Бак из нержавейки в качестве корпуса

Теплообменник из сильфонного шланга

Трубы для подключения теплообменника к отоплению

Крепление труб теплообменника подвесками

Это интересно: Как работает бойлер косвенного нагрева воды? (видео)