Бойлер косвенного нагрева своими руками: как сделать, схема, видео

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.

Инструкция по сборке и подключению своими руками

Сборка бойлера происходит после подготовки всех комплектующих.

В баке просверливаются отверстия: для крана заполнения водой, входа и выхода теплоносителя. Если решено установить ТЭН, то для него снизу также устраивается отверстие.

Далее в емкость устанавливается змеевик, и трубки проводятся в отверстия с помощью специальных переходников, которые желательно вварить в корпус бойлера. Возможны и иные варианты, но главное, чтобы отверстия были заделаны герметично.
Ко дну привариваются ножки (если они предусмотрены).
Устанавливается ТЭН, если это было запланировано.
Затем змеевик подключается к контуру отопительной системы, согласно схеме.
Подсоединяются труба для поступления холодной воды и кран для отбора воды подогретой. Можно сразу сделать разводку в точки водоразбора — в кухонное помещение и ванную комнату.

Теплоизоляция

Чтобы вода на долгое время сохраняла тепло, производят теплоизоляцию емкости. Для нее используют фольгированную минеральную вату или монтажную пену. Корпус бойлера полностью необходимо одеть в теплоизоляционный материал — от этого напрямую будет зависеть КПД прибора. Чтобы утеплитель смотрелся аккуратно, можно сверху него расположить кожух из тонкого листового металла (например, оцинковки) — получится нечто подобное сэндвич-трубе. Визуальный пример — на первой картинке статьи.

Принцип работы бойлера на дровах

Бойлер дровяной

Другим видом водонагревателя косвенного нагрева является титан на дровах, который потребует только затрат на создание запаса твердого топлива. Такой бойлер имеет конструкцию самовара и работает автономно от всех источников энергоснабжения, поэтому идеален для устройства в частном доме.

Принцип работы бойлера-титана

Чтобы соорудить подобный прибор своими руками, необходимо в первую очередь устроить печь, которая и будет нагревать воду внутри бака. Такой бойлер может иметь круглый или квадратный бак, и он может устанавливаться, как на небольшую печь, сложенную из кирпича, так и на печь по типу буржуйки, сваренной из отрезка металлической трубы достаточно большого диаметра.

Второй вариант более сложен из-за того, что придется из трубы вырезать участки металла для устройства в этих местах дверец топки и поддувала. Кроме этого, с помощью сварки внутри трубы нужно укрепить кронштейны для укладки колосника. Дно и верх трубы-печки заваривается цельными листами металла. В верхней части устраивается круглое отверстие, в него вваривается дымоходная труба, которая будет проходить непосредственно через емкость с водой и нагревать ее до нужной температуры.

Бак также должен быть приварен к крышке печи.

Если печь решено сложить из кирпича, бак бойлера может быть и круглый, и квадратный. Печь сверху перекрывается металлической панелью, в которой также вварена дымоотводная труба. Далее емкость без дна (водяной бак) герметично приваривается к верхней металлической плоскости печи.

Дымоход, пройдя через водяную емкость, выводится на улицу.

В баке должно быть вварено два или три патрубка с вентилями: для поступления воды, для выхода на кран смесителя и на душ.

Вода может поступать в бойлер как из магистрали, так и заливаться вручную. Кроме этого, выше бойлера можно установить накопительный бак для воды, из которого вода также может поступать в нагревательную емкость.

Если такой водонагреватель установить в ванной комнате, то он не только даст горячую воду, но и обогреет помещение.

Всем, кто пользовался газовыми колонками или проточными нагревателями, работающими от электросети, знакома ситуация, что когда открывается кран, приходится ждать некоторое время, чтобы пошла горячая вода. При установке водонагревателя косвенного нагрева, этот фактор полностью исключается — открывая кран, можно сразу же получить подогретую воду.

По сравнению с водонагревателями, работающими на газе или от электричества, этот вид бойлера поможет сэкономить на энергоносителях.

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:

Классический вариант мы уже рассмотрели.
«U» образная форма при той же габаритной длине улучшает характеристики почти вдвое.
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.

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

Полезные советы от профессионалов

Существует ряд важных нюансов, без знания и соблюдения которых подключение бойлера к водопроводу будет неправильным. Вы должны знать, что систему горячего водоснабжения не нужно укомплектовывать никакими дополнительными элементами, за исключением отсекающего крана. Он устанавливается на патрубок бойлера.

Патрубок же холодной воды устанавливается после предварительного монтажа тройника. Кран для отведения лишней холодной воды из водонагревателя врезается в боковой отвод разветвителя. Также к тройнику подключаются клапан обратки и отсекающий кран. Последний соединяется с водопроводом.

Как слить воду из водонагревателя

При подключении бака к водопроводу запрещается делать следующее:

открывать защитное окно при включенном нагревателе;
испытывать пустой бойлер. Предварительно бак нужно наполнить водой, иначе ТЭН может сгореть;
сливать воду, не выключив предварительно нагреватель;
укомплектовывать водогрейку деталями от других бойлеров. Исключение составляют одинаковые модели, а также баки с совместимыми запчастями.

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.

Корпус бойлера из газового баллона своими руками

Корпус изделия выполняется из стали. Стенки могут быть тонкими, так как температура воды не должна превышать 70 градусов. Самодельный бойлер может изготавливаться из газового баллона или пластиковой бочки. Для очистки бака потребуется с одного торца наварить большой фланец. Но это не обязательное условие.

Необходимые отверстия в корпусе:

Подключения отопления;
Подачи горячей воды;
Циркуляции горячей воды;
Подачи водопроводной жидкости;
ТЭНа и магниевого анода;
Температурных датчиков.

Теплообменник может находиться снизу или по всей поверхности внутренней конструкции. Отвод горячей воды размещается сверху, а немного ниже встречается труба для циркуляции. Подача холодной воды выполняется снизу. Нагревательный элемент всегда должен быть в воде, поэтому его монтируют в нижней части. Температурные датчики занимают место посередине конструкции.

К отверстиям, которые работают с водой и датчикам приваривается металлическая труба. Диаметр всех патрубков должен быть одинаковым. Под анод предусматривается большая трубка, на нее монтируется крышка, болт и анод.

Перед покупкой бойлера нужно попросить у продавца сертификат, который подтверждает его качество

Теплообменник крепится сгоном или гайками. Первый вариант считается более надежным. Монтировать слив необязательно. Для этих целей можно использовать тройник, который монтируется на подаче жидкости.

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.

Порядок монтажа

Монтаж бойлера косвенного нагрева, в котором теплоноситель подаётся по змеевику, начинается с его установки. На концах змеевика нарезается резьба, на которую накручивается контргайка, а затем они вставляются в подготовленные отверстия бака так, чтобы контргайки имели упор.

Часть змеевика с резьбой должна выходить за пределы поверхности бака. На них надевают резиновые прокладки, а поверх них накручиваются резьбовые муфты. В результате этих манипуляций змеевик надёжно фиксируется, при этом появляется возможность его подключения к отопительной системе.

Следующим этапом работы является подключение бака к холодной воде и отвод в необходимое место крана горячей воды. Завершающей частью монтажа будет утепление водонагревателя, но перед этим следует проверить герметичность всех соединений.

Таким образом, можно обеспечить свой дом достаточным количеством горячей воды с минимальными затратами. Стоимость приобретённых материалов обойдётся в незначительную сумму, особенно если сравнить её с моделями, изготовленными промышленным способом. Цена бойлера заводского исполнения начинается от 20 тысяч рублей за модели фирмы Drazice OKC.

Мы подобрали для Вас ещё восемь полезных статей, смотрите далее.

Как сваривать полипропиленовые трубы: инструкция и инструменты
Медные трубы и фитинги для водопровода — гарантия качества на 200 лет!
Пвх трубы и фитинги для водопровода: описание изделий, актуальные цены и монтаж
Как сделать разводку водопровода в частном доме своими руками
Решили установить новый смеситель на кухне? Мы подскажем, как это сделать правильно
Какие трубы лучше выбрать для водопровода в частном доме?
Установка стиральной машины и подключение к водопроводу
Разбираемся, как повысить рабочее давление в системе водопровода: причины снижения и способы устранения

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.

Подготовка бака для сборки водонагревателя

Для изготовления бойлера косвенного типа можно использовать новый или старый газовый баллон. Эта ёмкость изготовлена из толстой нержавеющей стали толщиной 3–4 мм и прекрасно подходит для работы с горячей водой.

Перед сборкой обогревательной конструкции потребуется тщательно подготовить баллон. Для этого изделие разрезается пополам при помощи болгарки. Внутренняя поверхность ёмкости зачищается при помощи углошлифовальной машинки с соответствующей насадкой.

Перед сборкой бойлера баллон необходимо вскрыть и почистить внутреннюю поверхность

После этого внутренняя часть баллона моется, сушится и покрывается нитро-грунтовой краской. Данные работы следует проводить в обязательном порядке, иначе после ввода бойлера в эксплуатацию нагреваемая вода будет пахнуть газом.

При использовании резервуара из других металлических ёмкостей подготовка проводится по аналогичной схеме.

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.

Важные нюансы

Для хорошей работы бойлера важно количество и расположение нагревателей в емкости. Рекомендуется закреплять их один над другим, на одинаковом расстоянии друг от друга и от дна. По физическим законам теплая вода поднимается, течет к задней стенке, плавно опускается, на смену ей приходит еще более горячий поток.

Постоянное движение помогает поддерживать температуру и равномерно нагревать весь объем.

Количество ТЭНов

Число нагревательных элементов в бойлере зависит от их мощности и от желаемой производительности устройства. Стандартное значение для бытовых нагревателей — 2 кВт. Используют 3 таких элемента (суммарно 6 кВт) для нагрева воды объемом 300 л до 100° за 3 часа. Исходя из этого, можно посчитать, сколько нужно ТЭНов для самодельного водонагревателя. Чем их больше, тем быстрее устройство справляется с задачей.

Если вы собираетесь расходовать горячую воду в больших количествах, то лучше делать модель с двумя ТЭНами.

Объем бака

По статистике житель квартиры использует 100-400 л воды каждый день. При изготовлении бойлера нужно учитывать количество человек, которые будут им пользоваться, и частоту использования. Минимальная вместимость емкости — 30 л. Нужно помнить, чем больше водонагреватель, тем дольше он греется.

Прочие детали

При изготовлении устройства и его эксплуатации следует подумать о безопасности. Полезные советы:

Если вода в котле циркулирует естественным образом, нужно поставить датчик температуры, который при перегреве отключит ТЭН.
Безопаснее подключать прибор не к розетке, а к отдельной линии с кабелем увеличенного сечения.
Открытые провода требуется изолировать и сделать заземление всей конструкции.
Минимальное расстояние от устройства до потолка — 30 см, а до пола — 80 см.
Если подключение происходит к системе центрального водоснабжения, необходимо поставить предохранительный клапан, который снижает давление.

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.

Выбор емкости

Резервуар или накопительный бак в основном имеет практически любые размеры и объём. Еще один признак зависит от количества потребителей и стандартного расхода горячей воды. По большей части, расход горячей воды составляет порядка 50-70 л на одного потребителя, вследствии этого примерный объём ёмкости для семьи из четырёх человек составляет примерно 200 л.

Как рассчитать объём изготавливаемого БКН

Согласно приблизительным расчетам, учитываемым при проектировании частного дома, среднестатистическая семья, состоящая из 4 человек, тратит в среднем 280 л./сут. Для нормального водоснабжения семьи потребуется бойлер на 200 л. Если планируется использовать горячую воду только для душа и умывания будет достаточно 100-120л. емкости.

Чтобы рассчитать приблизительные потребности в ГВС, используют следующую таблицу:

Примерный расход воды (л)

Расход воды из бойлера (л)

При расчетах объема бойлера учитывают еще один фактор. Если планируется установка навесного БКН, то его вместительность ограничена 150-160 л, что связано с нагрузкой на стену. Если требуется больший объем, устанавливают напольный бойлер.