Косвенный водонагреватель своими руками

Емкостной водонагреватель косвенного нагрева называется бойлером, а именуется так за то, что энергию получает опосредованно от теплоносителя, который прямо нагревается ТЭНом или пламенем в баке или теплообменнике. С этой точки зрения нужно различать эти два прибора. Водонагреватели косвенного нагрева не существуют. А точнее, корректно называть их бойлерами. Работать устройства могут в тандеме с тепловым насосом, солнечным коллектором или газовым котлом. Электрические приборы огромный объем обычно не тянут. Зато имеются бойлеры, где опционально встраивается ТЭН, который уже напрямую работает с водой. Косвенный водонагреватель своими руками… очередной запрос, на который мы сегодня с избытком ответим.

Косвенный нагрев воды бойлером

Необходимо различать приборы для домашнего обогрева. Хотя бы затем, чтобы не путаться в терминах. Для дома можно приобрести: (См. также: Какой бойлер косвенного нагрева выбрать)

• Тепловые насосы. Это приборы, которые выкачивают энергию из земли или воздуха. В последнем случае они мало чем отличаются от кондиционеров. Особенности кроются в конструкции и назначении: тепловые насосы работают на обогрев. Обычно это такой ящик с фреоновым контуром. Нагретый поток приходит из земли с температурой порядка 10 ºС или ниже. В процессе конденсации выделяется энергия, которая тут же передается через теплообменник внутреннему носителю (вода или этиленгликоль). В результате тепло как бы выкачивается из внешнего пространства. Отличие от кондиционера еще в том, что последний работает с воздухом, а тепловой насос – с системой отопления или горячего водоснабжения.

• Кондиционером сегодня называют сплит-системы. Прочие устройства перекочевали в разряд моноблоков, которые чаще всего ставятся на пол и имеют длинный шланг для забора или сброса воздуха. Сплит-системы называют так потому, что они разделены на два блока. Один находится в комнате, другой на улице. В обоих имеются радиаторы со змеевиками, которые в зависимости от режима работы могут быть попеременно испарителями или конденсорами. В обоих случаях обдув принудительный, но вентилятор на улице более мощный, потому что ему надо рассеять тепло в воздухе, который и так достаточно горячий. Сплит-система хороша в межсезонье. Летом и зимой ее эффективность падает.
• Водонагреватель представляет собой емкость или теплообменник, которые нагреваются электричеством или газом. Разумеется, можно найти и приборы на солярке, каменном угле и дереве, но часто это уже котлы, у которых функция иная. Водонагреватель отличается тем, что в нем нет насоса, трехходового клапана переключения контуров и некоторой другой арматуры. Котел же, напротив, содержит все это, чтобы работать одновременно на отопление или обогрев. Это не догма. Проточные водонагреватели от 10 до 120 кВт мощности тоже иногда работают на отопление, но в частных домах обычно используется именно котел, который позволяет все решить максимально элегантно, дешево и просто.

(См. также: Установка бойлера своими руками)

• Бойлер косвенного нагрева как раз работает в тандеме с котлом. Внутри бака расположен змеевик для рециркуляции теплоносителя. Обычно это дистиллированная вода из системы отопления или контура котла, что во многом одно и то же. Допускается работа в паре с тепловым насосом, солнечным коллектором. Водонагреватели обычно не используются в этом смысле, потому что не предназначены по мощности и внутреннему устройству. Придется докупать регулирующую и управляющую арматуру, в результате стоимость выйдет ничуть не меньше, а по возможностям решение будет уступать самому простенькому котлу. Не стоит думать, что можно все сделать при помощи одного только водонагревателя, пусть даже и газового.

• Котел имеет теплообменник, расположенный над горелкой. Часто может питаться несколькими видами топлива, в том числе и электричеством. Но последнее мало используется. По теплотворной способности на рынке сегодня самым дешевым является каменный уголь. Это самый выгодный материал. Его не нужно как-то готовить, главное – держать в сухости. Внутри любого котла имеется трехходовой клапан. Им переключается контур теплоносителя с отопления на бойлер или горячее водоснабжение. Некоторые хозяева делают забор из ветки радиаторов. В этом случае трехходовой клапан бездействует. Зато вовсю работает рециркуляционный насос из состава котла, который перекачивает теплоноситель.

Вот такой нехитрый набор оборудования, но очень часто встречаешь обзоры, где эти понятия путаются между собой. Вещи называют не своими именами. Несмотря на то, что бойлер переводится, как кипятильник, в теплотехнике это устройство обычно предназначено для получения пара. Для этого необходима гигантская мощность. И в свете минимизации образования накипи и максимизации подводимой мощности конструкторам пришлось использовать змеевики, по которым циркулируют продукты сгорания. Имеются и обратные конструкции, где по трубкам идет нагреваемая жидкость. Но смысл в том, что любой бойлер, кроме самого первого, который по сути является котлом, содержит теплообменник. Тепло не передается напрямую. (См. также: Монтаж водонагревателя своими руками)

Вот отсюда и ведут свое название водонагреватели косвенного нагрева. Профессионалы же называют их бойлерами по родственному признаку – наличию змеевика. Вот этот элемент и делает конструирование затруднительным. В случае напорного водонагревателя все просто: купил бочку с закручивающейся крышкой, встроил туда гайку под ТЭН (либо отверстие нужно диаметра), поставил штатный термостат и грей воду – забот не знай. В случае бойлера алюминиевая бочка из под пива уже не сойдет. Внутрь необходимо поместить змеевик. В этом случае проблем не будет у того, кто владеет аргоновой полуавтоматической сваркой. Сначала следует отрезать верх, затем установить змеевик (для этого тоже можно использовать флюс), после этого собрать все заново.

А это расход проволоки и газа. А мы бы не сказали что аргон дешевый. Пойдет окисел, металл начнет выгорать без инертной среды. В результате получается, что едва ли не лучше купить лист AISI 304 и из него сварить нужного размера цилиндр. Даже не нацеливайтесь на готовые трубы, у них слишком толстые стенки, а цена еще солиднее. Собирать же бойлер из простой стальной бочки как-то не хочется. Емкость устройства обычно огромная (иначе зачем оно вообще нужно), и малым змеевиком не отделаешься. По науке, кстати, он тоже должен быть из нержавейки. Ситуация осложняется тем, что медь-алюминий являются гальванической парой. Будет не очень хорошо погружать их вместе в раствор.

Конструкция бойлера косвенного нагрева

Чтобы сделать косвенный водонагреватель своими руками, змеевик нужно собрать из алюминия. Этот металл очень плохо гнется и ломкий. По этой причине на заводе из него ничего делать бы не стали. Это и есть настоящая проблема – как получить алюминиевую спираль. Труба продается на вес. Если брать диаметр 32, то стенка в 1,5 мм кажется слишком тонкой, чтобы устройство косвенного водонагревателя могло ее включать. Брать 3 мм? Стоимость составляет порядка 300 рублей за кг. Несложно подсчитать, что за 4 метра придется отдать 1000 рублей. Это экономически нецелесообразно. (См. также: Как работает бойлер косвенного нагрева)

На этом фоне хорошо смотрится алюминиевый дымоход, который можно растянуть на 3 метра. Диаметр шикарного технического решения составляет 110 мм. Предмет отлично гнется и запросто сварится с бочкой переменным током. Вот незадача только, что давлением его раздавит в пух и прах. Однако и здесь не все так просто. Достаточно уравновесить 3 атмосферы водопровода наличием теплоносителя, чтобы получить на выходе отличный змеевик, который стоит 300 рублей. А как же большой присоединительный диаметр? Мы бы рекомендовали варить трубу по всему периметру, а фланцы выходные рассчитывать на обычный размер, полдюйма или три четверти. По нашим соображениям ничего страшного в этом не будет, если завязать змеевик узлом, хотя придется давление в системе подбирать достаточно скрупулезно.

Задача не столь сложна, сколь интересна. Так еще никто не делал, а мы попробуем. Для начала рекомендуется поместить спираль в обычный бак, где никакого избыточного давления нет. Вот только внутри гофра должен быть воздух. Если потянет нагрузку, стоит начинать подавать давление. Внутри будет вода, а она имеет плохой коэффициент сжатия, на наш взгляд проблемы здесь возникнут в другом:

1. Мягкий гофр (даже ламинированный и укрепленный стальной проволокой) будет сложно проложить внутри, чтобы он держал форму.

(См. также: Водонагреватель для бассейна своими руками)

2. Дымоход не предназначен для контакта с пищей, поэтому (хотя и маловероятно) возникнут аллергические реакции. А пить воду из любого бойлера производители не рекомендуют.
3. Накопительный водонагреватель косвенного нагрева станет настоящим рассадником для бактерий, которые придется иногда травить хлором. Но это недостаток любой самодельной конструкции.
4. Чистить вручную гофр не выйдет, он порвется. На этот счет можно сказать, что алюминий меньше всех прочих металлов для баков образует накипь. В свете сказанного, учитывая малую стоимость, мы бы провели эксперимент хотя бы ради интереса.

Если теплоноситель берется из контура отопления и имеет температуру 70 ºС, объем змеевика явно будет достаточным, чтобы получить мощность 15 кВт, а может быть и больше. Для уверенности посчитаем объем:

V = SxL = ПR2 х L = 3,14 х 0,0552 х 3 ≈ 28 л.

Мы бы сказали, что этого хватит и литров на двести (стандартная бочка 240 литров). А значит, все будет зависеть от того, как быстро прокачивать воду через самодельный косвенный водонагреватель. Эту задачу в свою очередь на себя пусть берет котел, который может управляться от встроенного термостата.