Бойлер послойного нагрева

Чтобы изготовить самодельный бойлер косвенного нагрева нужно хорошо понимать принцип работы водонагревателя. Потребуется рассчитать объём ёмкости, выбрать тип и материал змеевика, а также подобрать теплоизоляцию.

Принцип работы и назначение БКН

Емкостный водонагреватель косвенного нагрева имеет простое внутреннее устройство и отличается несложным принципом работы. Конструкция БКН состоит из следующего:

  • Нагревательный элемент — змеевик или емкость (в устройстве бак в баке), по которому циркулирует теплоноситель из системы отопления. В комбинированных моделях дополнительно установлен электроТЭН.
  • Накопительная емкость — холодная вода внутри бака соприкасается с змеевиком, отбирая тепло. Нагретая жидкость направляется в систему горячего водоснабжения.
  • Теплоизоляция — служит для снижения теплопотерь накопителя. В заводских бойлерах используется полистирол с толщиной не менее 5 см.

Нагрев горячего водоснабжения осуществляется за счет тепла из системы отопления. Бойлер подключается к котлу. Теплоноситель передает энергию нагревательному элементу: змеевику или баку. Разогретая поверхность змеевика соприкасается с водой из ГВС, происходит теплообмен. На выходе получается горячая вода для бытовых нужд с температурой 65-70°.

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:

Место водозабора

Примерный расход воды (л)

Обычная температура

Расход воды из бойлера (л)

Кухонная мойка

от 10 до 20

50°С

от 5 до 10

Ванна

от 110 до 180

40°С

от 50 до 85

Душ

от 30 до 50

37°С

от 16 до 27

Умывание

от 3 до 8

37°С

от 1 до 3

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.

Можно ли сделать БКН из электрического водонагревателя?

Теоретически это возможно. Нагревательный элемент легко вынимается из корпуса накопителя. На его место можно поставить змеевик и в результате переделки из обычного электрического бойлера сделать бойлер косвенного нагрева.

Преимущества решения в том, что в наличии уже имеется хорошо утепленная емкость. При необходимости можно демонтировать змеевик и обратно установить трубчатый нагревательный элемент.

У данного технического решения есть несколько минусов:

  • Недостаточная производительность — змеевик будет иметь небольшую нагревательную площадь, соответственно снизится скорость работы бойлера.
  • Уменьшение скорости нагрева воды.

На практике бойлер из водонагревателя изготавливают редко. Лучше сделать накопительную ёмкость заново. Так, можно учесть все необходимые теплотехнические расчеты, подобрать материал для бака и теплообменника. Выбрать правильную теплоизоляцию.

Из чего можно сделать БКН — материалы

Самодельный бойлер косвенного нагрева, при условии правильных расчетом змеевика, подбора емкости и теплоизоляции по своей производительности не будет уступать заводским моделям накопителей.

Схема изготовления бойлера:

  • подготовка аккумулирующей емкости;
  • производство теплообменника;
  • установка ТЭНа;
  • теплоизоляция корпуса.

Во время проведения сборки потребуются теплотехнические расчеты, проект бойлера в разрезе и поэтапный план выполнения.

Как сделать бак косвенного нагрева

Для изготовления емкости берут термостойкие материалы, отличающиеся прочностью, устойчивые к механическим повреждениям. Сделать бак можно из уже готовой емкости, к примеру, из бочки или пивной кеги, либо использовать трубу достаточного диаметра (в этом случае понадобятся сварочные работы).

Еще один популярный вариант — накопительный бойлер косвенного нагрева из пластиковой бочки. Плюсами можно считать небольшую массу ёмкости, простоту встраивания змеевика и патрубков. Если устанавливают накопитель из пластика, то необходимо чтобы полимер соответствовал следующим критериям:

  • подходил для пищевой воды;
  • выдерживал нагрев до 90°.

Размеры

Описание

1500 л

Н

Высота

2285 мм

ø ext

Внешний диаметр (включая изоляцию)

1200 мм

ø int

Внутренний диаметр

1000 мм

Вход холодной воды (1″1/4)

315 – 1″1/4 мм – ” дюйм

Выход воды из нижнего змеевика (1″1/4)

470 мм

Отверстие для нижнего датчика температуры (1/2″)

582 мм

Подача воды в нижний змеевик (1″1/4)

1180 мм

Выход воды из верхнего змеевика (1″1/4)

1330 мм

Отверстие для верхнего датчика температуры (1/2″)

1500 мм

Рециркуляция (1″)

1460 – 1″ мм – ” дюйм

Подача воды в верхний змеевик (1″1/4)

1735 мм

Выход горячей бытовой воды (1″1/4)

1935 – 1″1/4 мм – ” дюйм

Фланец для инспекционного контроля (ø внутр. 114 – ø внешн. 168)

520 мм

Дополнительное электрическое сопротивление (1″1/2)

1255 мм

Термометр (1/2″)

1825 мм

Емкость косвенного нагрева в основном устанавливают вертикально: вешают на стену или монтируют на пол, что необходимо учитывать при выборе формы бака.

Металл, наиболее подходящий для самодельного косвенного водонагревателя — нержавеющая сталь. Следует учесть, что существуют десятки сортов нержавейки и только несколько подходят для бытовых потребностей. Бойлер косвенного нагрева из нержавеющей стали самый надежный. Прослужит долго за счет хороших антикоррозионных свойств.

Устройство бака из нержавеющей стали не отличается от того что используется в стандартном накопителе, но требует применения специального оборудования. Слабое место всех емкостей (изготовленных самостоятельно или в заводских условиях) сварные швы. От квалификации мастера выполняющего сварку зависит конечный результат и соответственно длительность эксплуатации водонагревателя.

Из какого материала сделать теплообменник

Изготовление змеевика — это следующий шаг после подготовки бака водонагревателя. На этапе подготовки следует рассчитать полезную площадь нагревательного элемента и подобрать подходящий материал для изготовления.

Длина змеевика для бойлера высчитывается по формуле:

L = Q / D* (Tг – Тх) * 3,14

В формуле учитывается:

  • длина змеевика — L;
  • тепловая мощность — Q;
  • диаметр теплообменника — D;
  • ожидаемая температура горячей и холодной воды — Tr и Tx, соответственно.

По этой формуле рассчитывают длину змеевика и толщину используемого материала. Теплообменник, как правило, изготавливают из медной или латунной трубки. Металл легко гнется и имеет хорошую теплоотдачу. Еще одно достоинство: способность выдерживать длительное термальное воздействие.

Еще один популярный вариант сердечника БКН: нержавеющий змеевик из гофры. Обойдется теплообменник из нержавейки приблизительно в 1,5 раза дешевле чем из меди. Вместе с гофрой продаются фитинги с резьбовым соединением, облегчающие подключение к трубопроводу отопления.

Самодельную спираль легко сделать. Для этого медная или латунная трубка накручивается на стальную трубу необходимого диаметра. Между витками обязательно оставляют зазор на расширение.

Можно использовать уже готовый змеевик, от технологического оборудования. При этом важно, чтобы теплообменник из меди, используемый для бойлера косвенного нагрева соответствовал расчетным параметрам и мощности теплообмена.

ТЭН для комбинированного БКН

Трубчатые нагреватели продаются в ассортименте в строительных магазинах. Рассчитать производительность ТЭНа поможет следующая формула:
{banner_downtext}
P= 0,0011*m*(tk-tн)/T

Расчетными считаются следующие значения:

  • P — мощность ТЭНа;
  • M — масса нагреваемой воды;
  • tk — желаемая температура воды;
  • tн — начальная температура воды;
  • T — время нагревания воды.

В комбинированном бойлере косвенного нагрева змеевик размещается по всему водонагревательному баку снизу доверху — схема обеспечивает максимальный КПД и равномерное прогревание воды. ТЭН устанавливают внизу емкости.

Как сделать теплоизоляцию БКН

Для минимизации теплопотерь на поверхность бака наносят несколько слоев теплоизоляционных материалов. Рекомендуется соблюдение следующего порядка обработки:

  • Корпус покрывают теплоизоляционной краской — в составе присутствуют керамические составляющие, удерживающие тепло. Одновременно ЛКМ защищает поверхность бака от коррозии.
  • Минеральная вата — слой теплоизоляции около 5 см. Оптимально использование базальтового утеплителя. Материал предотвращает тепловые потери, устойчив к воздействию влаги и одновременно пропускает пар, не давая жидкости скапливаться в слоях материала. Сверху минеральную вату закрывают любым материалом с фольгированной основой. Можно использовать Пенофол и производные.
  • Вместо трехслойного утепления допускается использование Полинора. Утеплитель похож на монтажную пену. Легко наносится и предотвращает теплопотери.

Изготовление бойлера косвенного нагрева экономит порядка 10-15 тыс. руб. КПД и производительность, при условии грамотного выполнения сборки будет близка к заводской продукции.

Особенности и преимущества бойлера послойного нагрева

Двухконтурный котел со встроенным бойлером послойного нагрева появился на рынке отопительного оборудования относительно недавно. Что же представляет собой бойлер послойного нагрева и в чем заключается принцип функционирования такого устройства рассмотрим в этой статье.

Настенный стальной водонагреватель послойного нагрева емкостью 72 литра Vaillant actoSTOR VIH QL 75B в комбинации с двухконтурным настенным газовым котлом

Предназначение

Благодаря такому устройству, как бойлер послойного нагрева, появляется возможность получать постоянный поток горячей воды с неизменными показателями температуры.

Газовый напольный конденсационный котел Vaillant ecoCOMPACT VSC 206/4-5 20 кВт со встроенным бойлером послойного нагрева на 200 л

В подобных емкостях нет теплообменника, они предназначены только для горячей воды. Баки покрыты эмалью и в них присутствует магниевый анод, которые предотвращает появление на стенках коррозийных процессов.

Обычно бойлеры послойного нагрева помещаются в один корпус с двухконтурными котлами. Нагретая вода движется из теплообменника котла в бойлер. Вода, которая используется в системе горячего водоснабжения, берется из верхних слоев водонагревателя.

Чаще всего подобные устройства применяются в случае отсутствия возможности установить большой бойлер косвенного нагрева, функционирующий с одноконтурным котлом.

Те бойлеры, которые собраны в одной конструкции с двухконтурным котлом, обычно не могут рециркулировать жидкость, т.к. это приведет к образованию накипи на пластинчатом теплообменнике.

Сравнение с бойлером косвенного нагрева

Более высокие показатели производительности наблюдаются у водонагревателя, который функционирует по принципу послойного нагрева, чем у агрегата с теплообменником (косвенного). Это обусловлено тем, что в котле, функционирующем с бойлером послойного нагрева, нагрев жидкости осуществляется проточным способом в пластинчатом теплообменнике, а сама емкость предназначена исключительно для накопления воды.

Об устройстве и принципе работы бойлера косвенного нагрева можно прочитать .

Когда горячая вода разбирается, ее запас в бойлере все время восполняется водой с температурой 50-65 °С. Даже в случае, когда нагреватель будет пустым, в момент его включения горячая жидкость из проточного бойлера начнет поступать в него.

В то время как в бойлер косвенного нагрева поступает холодная вода, процесс нагревания которой происходит в полном объеме. Источнику тепла одинаковой мощности будет требоваться больше времени для нагрева, например, 150 литров холодной воды, чем для ее потока, движущегося по тонкой трубе.

Более высокая теплоотдача наблюдается у пластинчатого теплообменника, чем у спирального.

Таким образом, горячая вода из бойлера косвенного нагрева начнет поступать значительно позже, чем из водонагревателя послойного нагрева.

Сравнение времени нагрева воды в бойлере косвенного и послойного нагрева

Таким образом, бойлер послойного нагрева обладает рядом преимуществ перед бойлером косвенного нагрева, на которые стоит обращать внимание:

  1. Общая производительность намного выше, практически в два раза.
  2. Производительность, которая возникает на начальном этапе работы, также выше. Например, бойлер послойного нагрева с объемом в 100 литров за максимально короткий промежуток времени начнет поставлять большое количество горячей воды (до 20 литров).
  3. Есть только незначительные потери тепла.

Поэтому бойлер послойного нагрева позволяет наладить эффективную систему снабжения потребителей горячей водой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *