Андрей Смирнов
Время чтения: ~17 мин.
Просмотров: 0

Установка накопительного водонагревателя своими руками: пошаговое руководство + тех.нормы

Монтаж бойлера косвенного нагрева

Бойлер с косвенным нагревом имеет два контура: нагревающий контур, в котором движется теплоноситель от котла, и контур с холодной водой, которую необходимо нагреть. Существует три основных схемы монтажа и подключения такого бойлера.

Клапан на три хода и севропривод

Использовать эту систему можно для подключения самодельного водонагревателя к котлу. Когда в бойлере снижается температура воды, термостат переключается, а вместе с ним – и клапан на три хода, который запускает нагревающую жидкость в движение. После подогрева воды клапан снова принимает прежнее положение, а тепловой поток котла возвращается в отопительную систему. Такая схема выгодна, если котел снабжен автоматикой и насосом, – управлять клапаном можно и через котел. Кроме того, она пригодится, если нужно большое количество нагреваемой воды, или вода имеет высокую жесткость, из-за которой контур подогрева может быстро приходить в негодность.

Двухнасосная система

Как и в первом случае, здесь также работает принцип приоритета бойлера. Когда температура воды в нем снижается, насос отключает отопление и поток нагревающей жидкости подается на самодельный нагреватель. Чтобы избежать встречных потоков, нужно установить клапаны обратного движения. К счастью, в ряде отопительных котлов имеется возможность подключения термостата бойлера, который и будет регулировать время и продолжительность включения насоса.

В этих двух системах отопление отключается на определенное время при нагреве воды, но значительного снижения общей температуры воздуха в помещении не будет – бойлеру нужно совсем немного времени для работы.

Схема с подключением через гидравлическую стрелку

Если контуров отопления насчитывается 3 или даже больше, есть смысл применять гидравлические стрелки и коллекторы распределения. К примеру, система может состоять из контуров бойлера, теплого пола и отопления. Вместо гидроколлектора, изображенного на схеме, можно установить стрелку и коллекторы распределения или же совмещенный с коллекторами модуль гидравлики.

В принципе, многоконтурная система может работать только с коллекторами без стрелки, но для этого нужно будет смонтировать вентили балансировки давления, иначе эффективность работы одного из контуров может снизиться. Без отключения других контуров бойлер будет нагревать воду уж очень долго.

Так, сделать бойлер косвенного нагрева своими руками совсем не сложно, важно лишь соблюдать технологию и правила безопасности!

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.

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.

Типы проточных водонагревателей

Проточные водонагреватели разделяют по виду энергии, которая используется для нагрева. Поэтому их можно поделить на следующие виды:

  • Электрические, в которых проходящую воду нагревают ТЭН (трубчатый электронагреватель) или металлическая трубка, на которую воздействуют переменным магнитным полем (индуктор). Поэтому их делят на два типа: индукционные и ТЭНовые. Этот тип водонагревателей потребляет электрическую энергию, поэтому не подходит для тех мест, где невозможно присоединиться к электросети;
  • Водяные, работающие от системы отопления. Эти устройства не требуют подключения к электросети, поэтому их можно использовать даже в неэлектрофицированных домах. Однако зависимость от системы отопления не позволяет использовать их в летний период;
  • Солнечные, получающие тепло от светила. Они не зависят от системы отопления или электричества, поэтому их можно применять на летних дачах. Однако эти устройства греют воду лишь в тёплые солнечные дни;
  • Газовые, работающие от сжиженного или магистрального газа. Такие устройства используют лишь в домах и квартирах, подключённых к центральному газопроводу.

Это устройство нагревает проходящий через него поток воды

Основа электрического водонагревателя — нихромовая проволока, которая обладает высоким сопротивлением, намотанная на керамический каркас. Индукционный нагреватель работает по другому принципу. На металлическую трубу наматывают толстую медную шину, затем подают высокочастотное (до 100 килогерц) напряжение. Переменное магнитное поле нагревает металлическую трубу, а труба, в свою очередь, нагревает воду. Существуют проточные нагреватели, которые встраивают в бойлеры или теплоаккумуляторы, заполненные водой. Поэтому их и называют водяными. Лучший вариант для летней дачи — солнечный проточный водонагреватель. Он работает от солнечной энергии и нагревает воду до 38–45 градусов, чего вполне достаточно, для того чтобы принять душ. Газовые проточные водонагреватели появились в студенческой среде от безысходности, вызванной сломавшейся колонкой или другими аналогичными факторами. Они представляют собой свитую в спираль медную трубку, расположенную над огнём кухонной газовой печи.

Что можно сделать самостоятельно

Прежде чем выбирать конкретный тип водонагревателя, необходимо определить, какие инструменты, материалы и навыки вам доступны. Если вы умеете хорошо работать сварочным аппаратом, то сможете сделать электрический водонагреватель. Если у вас уже есть работающая система отопления с теплоаккумулятором и вы умеете пользоваться сварочным инвертором, то сможете сделать водяной нагреватель. Если вы не обладаете такими талантами или у вас нет ни электричества, ни водяного отопления, то вам вполне по силам солнечный водонагреватель.

Газовые проточные водонагреватели — средство повышенной опасности. Для работы с любыми газовыми устройствами необходимо пройти специальное обучение, в противном случае велика вероятность, что вместо проточного водонагревателя вы получите мину замедленного действия, которая однажды взорвётся. Если концентрация газа в помещении составит 2–15%, то взрыв произойдёт от любой искры. Поэтому в этой статье нет никаких инструкций, с помощью которых вы сможете создать газовый проточный водонагреватель.

Для создания большинства водонагревателей вам придется научиться пользоваться сваркой

Установка УЗО

В питающей линии бойлера обязательна установка УЗО — устройства защитного отключения. Его по току выбирайте на один порядок выше, чем ток автомата. 

Ток утечки для УЗО – 10мА или 30мА.

Почему лучше 10мА, а не больше, можно понять из вот этой таблички воздействия тока на организм человека:

Существенный минус здесь, что на 10мА защита может ложно срабатывать. Особенно если у вас водонагреватель висит уже не первый год и в местах подключения клемм нередко образуется вот такой конденсат и влага.

Как проверить ложное это срабатывание или неисправен сам ТЭН? Для этого воспользуйтесь мультиметром.

Выключаете питающий автомат или вытаскиваете вилку с розетки и отсоединяете штатное заземление с корпуса титана.

Затем снимаете клеммные зажимы с самого тэна, и с помощью щупов измеряете сопротивление между корпусом бойлера и нагревательным элементом.

При исправности тэна, показания на экране мультиметра должны стремится к бесконечности, то есть быть примерно вот такими:

При пробое и повреждении нагревателя они будут либо нулевыми, но чаще всего могут составлять несколько сотен и даже килоОм. На фото ниже именно такой вариант ~ 500кОм.

Очень часто, во многих последних моделях бойлера, УЗО с током утечки на 15мА уже идет встроенным в кабель для подключения к розетке. В этом случае устанавливать дополнительный аппарат защиты от тока утечки в щитке может и не потребоваться.

Однако не забывайте, что такое встроенное УЗО будет защищать от утечки только при повреждении в самом нагревателе, но никак не защитит вас при неисправности непосредственно в розетке или питающей проводке до нее.

Как найти такие и другие подобные неисправности и к чему это может привести, можно ознакомиться в статье ”Бьет током в ванной. 5 причин и что делать?”

А что делать, если вы не специалист в электричестве и сами не можете или не хотите лезть в электрощиток, дабы смонтировать там все требуемые аппараты защиты. Но при этом обезопасить себя все равно нужно.

Самый простой вариант — это покупка УЗО розетки.

Включаете ее в существующую розетку в ванной, а уже через нее втыкаете вилку от шнура бойлера.

Будет ли срабатывать устройство защитного отключения на бойлер, если у вас нет заземления? Будет. Эти две системы при работе вместе призваны дополнять друг друга.

В случае утечки тока на бойлере без заземления, аппарат защиты отработает лишь тогда, когда вы непосредственно прикоснетесь к баку или к воде из него (при включенных ТЭНах).

Выбираем косвенный бойлер

Чтобы правильно подобрать резервуар косвенного нагрева для частного дома или квартиры, выясните следующие моменты:

  1. Число постоянно проживающих людей и режим водоразбора. Цель – рассчитать общий расход санитарной горячей воды.
  2. Производительность водонагревателя ограничена мощностью котла и солнечного коллектора. Если источник тепла еще не установлен, подбирайте отопительное оборудование с учетом запаса мощности 50—100% на загрузку бойлера.
  3. Отведите место под размещение аппарата и продумайте способ монтажа – настенный либо напольный.
  4. Определитесь с функционалом нагревателя – нужен ли ТЭН, второй теплообменник.


Варианты размещения водогрейной установки рядом с источником тепловой энергии

Расчет потребления воды из системы ГВС мы предлагаем вести по минимальным показателям. В сутки 1 человеку требуется 20 л теплой воды на помывку (душ) и 12 литров – для хозяйственных нужд, всего – 32 л. Значит, семье из 2 чел. понадобится бойлер полезным объемом 50…80 л, для троих жильцов – минимум 100 литров. Если хочется наполнять ванну, выбираем танк на 120 л и более. Упрощенный алгоритм подбора отражен в таблице:

Скорость нагрева бака сильно зависит от мощности теплогенератора. Если здание отапливается котлом 10—15 кВт, ставить накопитель на 200 л бессмысленно – пока вода нагреется, дом успеет остыть. Дело в том, что приоритет загрузки бойлера выше, нежели отопление. Упрощенно: пока бочка не прогреется до нужной температуры, радиаторная сеть не получит требуемое количество тепла.

Приведем пример расчета мощности котла:

  1. Исходные данные: объем бойлера составляет 200 литров, температура в системе ХВС – плюс 10 °С, ГВС – 50 градусов.
  2. Для нагрева 1 кг воды на 1 градус потребно 1.16 Вт тепловой энергии. Считаем расход теплоты за 1 час: 1.16 х 200 х (50 — 10) = 9.28 кВт.
  3. Чтобы сократить время загрузки вчетверо (до 15 мин), нужно подать в 4 раза больше энергии – 9.28 х 4 = 37.12 кВт. Результат: мощность отопительного агрегата в максимальном режиме – 40 кВт, иначе бойлер станет нагреваться дольше.

Общие рекомендации по выбору «косвенника»:

если позволяет бюджет, лучше купить нагреватель типа «емкость в емкости» — аппарат более эффективен в работе, обслуживание – только ежегодная промывка;
всегда выясняйте полезную вместительность резервуара – она меньше заявленных габаритов на 10—30% из-за объема, занимаемого теплообменником;

накопитель большой емкости лучше брать в напольном исполнении;
для жилища в многоквартирном доме подойдет горизонтальный бойлер, подвешиваемый ближе к потолку;
при отсутствии солнечных коллекторов стоит обратить внимание на комбинированные модели, обеспечивающие работу ГВС в течение теплого периода;
минимальная толщина стенок эмалированного бака должна составлять 2 мм.

Железные танки, покрытые термостойкой пластичной эмалью с добавлением циркония, практически не уступают нержавеющим в надежности, зато обходятся гораздо дешевле. Слабое место нержавейки – сварные швы, успешно корродирующие в случае полной выработки магниевого анода. Кстати, лучше выбирать изделие с титановым электродом – он служит втрое дольше.

Watch this video on YouTube

Приступаем к созданию бойлера

В первую очередь нужно подготовить емкость, которая будет выступать в роли бака для воды. В принципе, подойдет любой, даже не герметичный металлический бак, изготовленный из нержавеющего материала – стальной или эмалированный. Можно даже взять пластиковый бак, но с одним условием – он должен быть изготовлен из пищевого пластика, не выделяющего вредных веществ в окружающую среду при нагреве. Если бак металлический, для работы с ним понадобится аппарат для сварки.

Эмалированные или стеклокерамические баки не слишком прочны, и довольно скоро их придется заменить, поэтому емкость из нержавеющей стали окажется предпочтительнее.

Экономичный и простой способ – взять в качестве бака газовый баллон: при помощи болгарки его нужно разрезать на две половины, очистить и покрыть грунтовкой, после чего сварить обратно в единое целое. В крайнем случае можно обойтись и без всей этой процедуры, но стоит приготовиться к тому, что вода еще долгое время будет иметь сильный запах газа.

Следующий этап создания бойлера – теплоизоляция стенок его бака. Чтобы снизить уровень обыкновенной теплоотдачи, понадобится хорошая теплоизоляция. К слову, удобнее будет сделать все это до монтажа бака. Чтобы изолировать бак, подойдет любой материал, даже монтажная пена. Стекловату или другой утеплитель можно укрепить на баке при помощи веревки, проволоки, клея. Чтобы изоляция работала, должно быть соблюдено условие – изолирующий материал должен покрывать всю поверхность емкости с водой. Есть еще один вариант улучшения теплоизоляции – бак меньшего размера установить в баке размера большего, а между ними уложить слой изолирующего материала.

Сделать змеевик можно из любой небольшой трубы, будь она пластиковая или металлическая. Затем задача усложняется – трубу нужно намотать на какой-нибудь цилиндрический объект, например, бревно или другую трубу. На концы намотанной спирали устанавливаются резьбовые фитинги. Спираль из трубы не должна быть слишком плотной, так как в процессе работы змеевик будет покрываться накипью, да и снять его будет сложно. С самого же бойлера снимать и очищать змеевик нужно, как минимум, раз в год.

После того, как все элементы водонагревателя будут готовы, наступает время собирать бойлер. В выбранном баке делается два отверстия – для входной трубы с холодной водой и для выходной, которая будет подавать нагретую воду. Возле отверстий крепятся краны. В принципе, отверстия можно делать в любом месте бака, но в практическом применении гораздо удобнее, если труба с холодной водой будет подключена снизу, а труба для подачи нагретой – с верху. В самом низу бака монтируется патрубок слива, через который можно будет полностью удалить воду из бака при необходимости, например, для чистки или ремонта.

Затем нужно вырезать отверстия для змеевика, а к стенке бака приварить штуцера из металла, имеющие резьбовое соединение, к которым и будет крепиться сам змеевик.

Обязательно проверяется герметичность этой трубки, а особенно тщательно эта процедура должна осуществляться, если в роли теплоносителя будет использоваться антифриз или другое потенциально опасное для здоровья человека вещество. Проверить герметичность можно, перекрывая одно отверстие и подавая компрессором в другое сжатый воздух. Змеевик при проверке нужно слегка намочить мыльной водой. Если герметичности нет, трубку змеевика нужно пропаять еще раз.

Для того, чтобы тепло из бака никуда не уходило, его нужно закрыть крышкой на защелках. Крышку также нужно утеплить изолирующим материалом. Вот и все! 

Бойлер косвенного нагрева своими руками остается только установить и использовать!

Расчет объема бойлера

Чтобы рассчитать объем емкости для нагретой воды, нужно хотя бы приблизительно понимать суточную потребность в ней. В среднем, один человек в день тратит около 60 литров воды, а значит, обычной семье, состоящей из 3 человек, потребуется бойлерный бак объемом около 200 литров.

А вот следующая задача будет сложнее – рассчитать диаметр и длину змеевика. Эти, казалось бы, простые данные основываются на температуре теплоносителя в змеевике, скорости его движения, материале, из которого выполнен змеевик. Не меньшее значение имеет и объем бака – чем он больше, тем больше должен быть и змеевик. В среднем, чтобы обогреть 10 литров воды, необходимо, чтобы змеевик выдавал полтора киловатта тепла. Обычно его делают из меди или латуни, взяв трубу около 2 см диаметром. Длина трубы будет рассчитываться на основании необходимой мощности по специальной формуле.

В данной формуле буквой «Р» обозначается мощность змеевика в киловаттах, «d» — диаметр трубы змеевика, ?Т – разница температур воды и теплоносителя в змеевике в градусах Цельсия. Чтобы было понятнее, можно привести простой пример: имеется бак объемом 200 литров, мощность змеевика для которого должна быть не меньше 30 кВт, труба диметром 0,01 м (1 см). Теплоноситель в змеевике имеет температуру в 80 градусов, а поступающая вода, в среднем, около 15 градусов. Рассчитывая данные по формуле, получается, что длина труб должна быть не менее 15 м. Чтобы вместить такой змеевик в бак, его нужно накрутить на шаблон с диаметром около 40 см спиралью. Готово! Все данные есть, чтобы самостоятельно сделать бойлер косвенного нагрева

Схемы подключения различных видов бойлеров

Любой бойлер оснащен системой автоматики с регулировкой температуры за счет встроенного термостата, при достижении заданного порога нагрева электронная схема отключает питание от нагревательных ТЕНов. Однако во избежание непредвиденных аварийных ситуаций при выходе из строя деталей, отвечающих за отключение электронагревателя при перегреве воды, схема подключения бойлера к водопроводу должна содержать элементы, обеспечивающие безопасность пользования оборудованием.

Главный прибор для выполнения этой функции – предохранительный клапан сброса давления. Решая, как подключить бойлер к водопроводу, рассматривают его конструктивное исполнение и в соответствии с этим выбирают следующие методы обвязки:

  • Для электрических агрегатов правильная схема подключения водонагревателя к водопроводу включает в себя специальный предохранительный клапан сброса давления обычно флажкового типа и шаровый спускной кран. Два указанных элемента сантехнической арматуры подключают к входному патрубку холодной воды бойлера – вначале через тройник ставится сливной кран, а после него предохранительный клапан. Запирающий шаровый кран предназначен для слива воды из водонагревателя при его ремонте или проведении профилактических работ. В аварийном клапане имеется выходной штуцер небольшого диаметра, предназначенный для слива воды при повышении давления внутри бойлера. К штуцеру подсоединяют гибкую подводку соответствующего диаметра и опускают ее в канализационный отвод, чтобы вода не сливалась или капала на пол.
  • В трубопроводы холодной и горячей воды, подходящие к бойлеру, устанавливают шаровые краны, перекрывающие водный поток при демонтаже прибора.
  • Если давление в системе превышает 6 бар, что недопустимо для многих разновидностей бойлеров, в трубопровод ставят понижающий напор редуктор.

Рис. 7 Схема монтажа водонагревателя косвенного обмена

Определяя, как подключить водонагреватель косвенного нагрева к водопроводу, рассматривают два варианта:

  1. Первый аналогичен монтажу бойлера с электрическим нагревателем – ко входному патрубку холодной воды подключают выпускной шаровый кран и аварийный клапан сброса давления.
  2. Второй способ грамотного подключения бойлера к системе водоподачи – применение на входном трубопроводе группы безопасности. Прибор представляет собой латунную деталь со входным патрубком и тройником, к которому подключены спускной клапан давления, воздухоотводчик и контрольный манометр.
  3. Иногда для снабжения водой индивидуальных домов применяют объемные накопительные баки, установленные на чердаке здания, при привязке к ним бойлера руководствуется следующими правилами:
  • Если расстояние от бойлера до накопительной емкости меньше 2-х метров, к патрубку ХВС подключают последовательно шаровый кран и флажковый клапан сброса давления.
  • При размещении бойлера на расстоянии более 2-х метров от накопительного резервуара, флажковый сбросной клапан давления можно не устанавливать.

Рис. 8 Подключение бойлера к водопроводу в доме с накопительным резервуаром

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:

Бак

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.

Змеевик

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.

ТЭН для комбинированного БКН

Трубчатые нагреватели продаются в ассортименте в строительных магазинах. Рассчитать производительность ТЭНа поможет следующая формула:

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.

Монтаж

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.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации