Бойлер косвенного нагрева своими руками

Бойлер стоит очень дорого. Вот почему, как и в случае с солнечным коллектором, возникает желание сделать его своими руками. Состоит устройство из бака, который оснащен теплообменником в виде змеевика, где циркулирует горячая жидкость или пар. Остальные элементы вспомогательные. Это термостат, ТЭН (опционально), теплоизоляция, корпус, некоторые другие детали. Схема монтажа бойлера достаточно сложна. По нашим соображениям нет смысла пытаться скопировать заводскую конструкцию. Нет гарантии, что конструкция выдержит давление системы. Лучше оцените пока, как примерно изготовить простейшую конструкцию. Для этого зайдите на любой сайт, скачайте техническое описание, и вперед! Мы предлагаем сделать бойлер косвенного нагрева своими руками, который работает без напора. Для начала…

Устройство бойлера косвенного нагрева

Суть проектирования бойлера сводится к тому, чтобы правильным образом соотнести размер змеевика с полным объемом устройства. Понятно, что чем больше эта часть контура для циркуляции теплоносителя, тем меньше остается полезного объема. Абсурд делать бойлер косвенного нагрева воды, где змеевик занимает половину пространства. В то же время слишком малая поверхность теплообмена обусловит низкую эффективность устройства. С этой точки зрения рекомендуется окунуться в технические описания устройств, чтобы понять, чего и сколько нужно. Вот, например, Bosch: (См. также: Какой бойлер косвенного нагрева выбрать)

  • Емкость на 120 литров имеет змеевик объемом 4,4 литра с площадью нагрева 0,63 квадратных метра.
  • Мощность не должна превышать 25 кВт и зависит от трех параметров:

  1. Температура теплоносителя.
  2. Скорость циркуляции теплоносителя.
  3. Температура воды в баке.

  • При максимальной мощности время нагрева воды до 60 ºС составляет чуть более 20-ти минут.

Бойлер

Собственно, весь вопрос заключается в том, как получить необходимую мощность. Как ее регулировать? В руководстве написано, что расчет не нужно проводить, если имеется рядом циркуляционный насос на 1 атм, который прокачивает 200 литров воды в час. Температура теплоносителя должна составлять порядка 85 ºС. Вот в общем-то и все необходимые данные для проектирования.

Порядок расчета бойлера косвенного нагрева

Бак бойлера косвенного нагрева

Спираль обычно изготавливается из нержавейки, но мы сомневаемся, что читатели смогут дома свернуть витками этот неподатливый металл. Предлагается заменить его на медь. Расчет бойлера косвенного нагрева начинаем с резервуара. Бак гнем из хромированной стали, например, AISI304 листом толщиной порядка 1 мм. Бойлеры косвенного нагрева из нержавейки и делают. Рассчитываем габариты. Пусть бак будет в высоту 90 см (в реальном бойлере Boschон несколько ниже). Значит нам нужен цилиндр емкостью 120 литров. Находим площадь днища по формуле:

S = V / h = 0,12 / 0,9 = 0,133 кв. м.

Из этой величины вычисляем радиус основания по формуле:

R = √ S / Π = √ 0,133 / 3,14 = 0,205.

Получилось чуть более 20-ти см. Итого диаметр равен 41 см. Длина окружности находится по формуле:

L = 2 ΠR = 2 х 3,14 х 0,205 = 1,28 м.

Исходя из этих соображений, будет собираться емкость из нержавейки. Напоминаем, что варится она аргоновой полуавтоматической сваркой. Тонкие листы – только переменным током. Согнуть отрез, если нет под рукой трубогибочного станка, можно вокруг стальной трубы. Если нет под рукой подходящей, ищите полено, никто и не говорил, что будет просто. Легче всего взять отрезок бревна, боле менее подходящий целям, высверлить на краешке листа стали десяток отверстий. Прибить за них ровно лист гвоздями и начать катать по относительно мягкому материалу. Например, по тому же полу в гараже. В результате должен получиться почти ровный цилиндр. А лишний край с дырками следует отрезать. (См. также: Как работает бойлер косвенного нагрева)

Бойлер косвенного нагрева

Допускается использовать подходящую по размеру стальную или даже алюминиевую емкость. В последнем случае учтите, что придется заниматься сваркой цветных металлов, это далеко не каждому под силу. В таком случае купите себе Пентэласт®-1130. Он не боится жара и влаги, почти не дает усадки. Кроме того производитель утверждает, что в застывшем виде состав не представляет опасности для здоровья. Можно посадить на него змеевик и все входные и выходные трубы. Кстати, пора гнуть спираль.

Змеевик бойлера косвенного нагрева

Как уже было сказано выше, змеевик бойлера имеет емкость 4,4 литра. Согнем элемент из медной трубки 42 х 2,5 мм (диаметр внешний х толщина стенки). Внутренний диаметр выйдет равным 37 мм. Сначала посчитаем примерную длину по формуле:

L = V / S = V /  ΠR2 = 0,0044 / 3,14 х 0,0185 х 0,0185 = 4 м.

Итого придется купить 4 метра и 25 см медной трубки. Запас нужен для монтажа. Посмотрим, сколько витков нужно сделать. За средний радиус возьмем значение 16 см с тем, чтобы змеевик отстоял от стенок бака бойлера на некоторое расстояние. Длина одного витка составит порядка: (См. также: Как слить воду с бойлера)

Lv = 2 ΠRv = 2 х 3,14 х 16 = 1 м.

Получается, что наш змеевик будет состоять из четырех витков. Разумеется, в расчете отсутствует шаг, который несколько увеличит запас трубки, мы бы рекомендовали брать ее с небольшим запасом. От того, что контур рециркуляции теплоносителя бойлера косвенного нагрева выйдет чуть больше, ничего страшного не случится, по нашим прикидкам змеевик получится площадью 0,52 квадратных метра, что чуть меньше заданной. Вы, наверное уже догадались, что полено пригодится нам опять. На этот раз размер его должен быть чуть меньше. Тяжелее всего будет загнуть концы под прямым углом. Для этого необходимо слегка приплюснуть трубку в направлении перпендикулярном загибу. С каждой стороны за пределами бочки должен быть запас по 7 см, торчащий снаружи.

Бак бойлера

Теплоизоляция и внешний корпус бойлера

Чтобы не переделывать все заново, следует знать, какие отверстия бывают в бойлере. Вот их примерный перечень:

  • Змеевик располагается в нижней четверти бака и требует наличия двух отверстий. В идеале они должны располагаться друг над другом. Это обеспечит удобный монтаж, но в нашем случае пусть хотя бы будут не на противоположных боках.
  • (См. также: Какой бойлер выбрать)

  • Тракт рециркуляции горячей воды обычно начинается в самом верху, в верхней шестой доле, а возвращается снизу под спираль. Это не только обеспечивает прогрев полотенцесушителей, но и позволяет перемешать жидкость в емкости. Обратите внимание, в бойлере без напора такой ход невозможен. Мы забираем воду, но набор производится только вручную.
  • В бойлере необходим патрубок в самом низу для слива резервуара. Лучше, если он находится в днище, но мы не рекомендуем вешать на стену наше приспособление. Пусть патрубок располагается просто как можно ниже.
  • В бойлерах напорных в крышке имеется отверстие под кран Маевского. В нашем случае он также не нужен.
  • (См. также: Какой бойлер лучше)

  • Термостат для бойлера косвенного нагрева позволяет измерить температуру внутри. Без этого будет тяжело регулировать работу оборудования.
  • Пополнение воды обычно производится снизу через специальное отверстие, мы же рекомендуем заливать воду через край.

Все устройство закрывается крышкой, и сам бак должен находиться выше точки разбора воды. Например, это может быть чердак. Внешний корпус делаем из жести, ее можно просто склепать и одеть сверху, после этого междустенок заполняется теплоизолятором. Производители в этих целях используют пенополиуретан. Какой брать толщину слоя? 6 см, мы же оставили в предыдущих шагах по 7 см трубки снаружи! Жесть следует подобрать по месту. Это будет цилиндр с радиусом порядка 27 см. Под бочку подстилаем Пенофол двойным слоем. Он мягкий и осядет под давлением. Сложнее с крышкой. Многим захочется ее приварить и залить пенополиуретаном, но это не лучший способ, потому что любой бойлер, а самодельный в особенности, нуждается в периодической очистке.

Установка

Для интеграции змеевика со стандартными подводками используйте медные переходные муфты. Если есть аргоновая сварка, то эта работа как раз для нее. Схема установки бойлера косвенного нагрева может включать солнечный коллектор, стоящий на крыше, или водный котел. Не забывайте в последнем случае, что придется тянуть ветку на самый чердак. Гораздо проще, если у нас отапливаемая мансарда, тогда теплоноситель можно взять из отопительной системы. Недостаток конструкции в том, что медь проводит тепло, следовательно, будут утечки через выходные трубы. По идее можно было использовать и силиконовые переходники для интеграции со стандартными подводками, но на глаза не попались подходящие размеры.

Крышку следует изготовить из двух слоев металла с заполнением междустенка пенополиуретаном. Вырежем круг стали по внешнему слою жести, а внешний корпус сделаем с запасом вверх на толщину крышки. Приварим кольцом ободок, сверху приделаем жесть (можно на тот же герметик, который упоминался выше). Проделаем технологическое отверстие и через него внутрь закачаем пенополиуретан. На саморезы посадим сверху обычную дверную или красивую ручку. Не забудем заполнить бак, а расписание работы рециркуляционного насоса зададим термостатом. На этом монтаж бойлера косвенного нагрева завершен.

Эту конструкцию без конца можно дополнять улучшениями. В частности, изготовить напорный бойлер косвенного нагрева. В этом случае придется позаботится о том, чтобы приделать люк для сервисного обслуживания. Мы полагаем, что стальную дверцу достаточно укрепить болтами на время работы и снабдить резиновой прокладкой. Обвязка бойлера косвенного нагрева в этом случае ведется по общей схеме, которая уже была неоднократно нами рассмотрена с разных точек зрения.

Наверное, кузнецы посмеются над нашими доморощенными методами. Но мы же пытались изготовить самодельный бойлер косвенного нагрева, который был бы по силам каждому.