Водонагреватель накопительного типа своими руками

Разработка проекта

Бойлер БКН выполняется по проекту, который базируется на исполнительных чертежах. Их изготавливают самостоятельно, берут в интернете по нужному объему бака и температуре теплоносителя или заимствуют у пользователей, которые успешно установили и эксплуатируют нужного объема БКН. В проекте выполняют тепловые и гидравлические расчеты и определяют спецификацию необходимого оборудования.

Основные расчетные параметры БКН:

часовой объем водопотребления ГВС, м3;
расположение змеевика;
конфигурация змеевика;
площадь нагрева змеевика.

Кроме того подготавливается раздел «автоматизация», который предусматривает аварийное отключение БКН и автоматическое поддержание рабочей температуры ГВС в бойлере.

Выбирая параметры бака и змеевика, не стоит увлекаться большими габаритами конструкции, поскольку это приведет к снижению общей эффективности установки из-за повышения тепловых потерь.

Расчет объема изготавливаемого бойлера

В том случае, когда котел уже установлен в частном доме и рассчитан для отопления, расчет объема бака нужно производить исходя из максимальной работы котла на отопление и остающегося резерва мощности на услугу ГВС. Если этот баланс будет нарушен, то система станет работать с недогревом как в системе отопления, так и ГВС.

Например, бойлер косвенного нагрева Термекс 80, с объемом 80 литров, потребует резерва мощности котла равного 14,6 кВт при температуре котловой воды не ниже 80 С.

Нагрузка на ГВС определяется по объему водопользования, практическое соотношение между объемом бака БНК и тепловой нагрузкой на ГВС:

100 л — 16 кВт;
140 л — 23 кВт;
200 л — 33 кВт.

С целью проведения более точных расчетов применяют формулу, которая базируется на тепловом балансе:

Vбкн= = Р х.в (tк — tх.в): (tбкн — tх.в).

Где:

Vбкн — расчетная емкость бака косвенного нагрева;
Р х.в — часовой расход ГВС;
tк — температура котловой греющей воды от первичного внешнего источника нагрева, обычно 90 С;
tх.в. — температура ХВС в трубопроводе, летом принимается 10 С, зимой 5 С ;
t бкн — температура воды, нагретой БКН, задается пользователем от 55 до 65 С.

Из какого материала сделать емкость

Емкость для БКН обычно выбирают из доступных материалов, обычно ее изготавливают самостоятельно из листовой стали, крупногабаритных труб либо используют отработанные баллоны сжиженного газа.

Листовая сталь

В этом случае особого выбора у мастеров нет. Выбирая материал для бака нужно исходить из его долговечности и прочности, поскольку он функционирует в высокой коррозионной среде и под давлением.

В мире лучшими бойлерами косвенного нагрева, представленные европейскими изготовителями, считаются устройства со стеклокерамическим покрытием. Емкости из нержавеющей стали хотя и являются более долговечными менее популярны из-за своей высокой стоимости. Кроме того имеются бюджетные БКН с защитным слоем из эмали, но они обладают самым малым периодом эксплуатации.

Расчет размера змеевика

Расчет площади нагрева является базовым для создания БНК нужной тепловой мощности. Его определяют по длине трубки в соответствии с формулой:

l = Р/n*d*DT

В этой формуле:

Р — мощность теплообменника, принимают из расчета 1,5 кВт на каждые 10 л объема бака;
d — диаметр змеевика, обычно 0,01 м;
n- число пи;
l — расчетная длина трубки змеевика, м;
DТ — разность температур на входе 10 С и выходе 65 С. Как правило, ее принимают 55 С.

Из какого материала сделать теплообменник

Для выполнения водонагревателя БКН в форме змеевика, берут медную/латунную трубку Д от 10 до 20 мм. Ее закручивают спиралью и оставляют межвитковый зазор в 2-5 мм. Зазор выполняют с целью обеспечения компенсации температурного расширения трубы.

При этом варианте спирали образуется хороший контакт теплоносителя с трубной поверхностью нагрева. В торговой сети можно найти уже готовые медные спирали, которые изначально могут быть выпущены для технологического оборудования

Это не столь важно, если размеры змеевика соответствуют необходимым расчетам

Закон – что дышло, куда повернут… туда и вышло

Конструкция на Ютуб не является противозаконной, но не отличается большим удобством. Еще меньше шансов правильно ее настроить на использование. Вот пара советов, которые помогут это как-то сделать:

Радиатор на видео напоминает нечто из капота авто. Недосуг было разбираться, что именно это такое, но смысл в том, что понадобится не просто змеевик, а вот именно такая рифленая поверхность. Это значительно увеличит КПД устройства, от которого зависит в конечном итоге и эффективность, и плата за газ (при наличии счетчика).

(См. также: Проточный электрический водонагреватель своими руками)

Этот прибор является газовым водонагревателем проточного типа, который должен выдавать порядка 4-х литров теплой воды в минуту. Несложно посчитать, какая мощность у него должна быть для этого:

N = A / t = (4200 х 4 (45 — 8)) / 60 = 10,36 кВт, это достижимая для заводского газового водонагревателя мощность. Получится ли сделать соответствующий теплообменник дома, можно узнать, только попробовав.

Само устройство представляет собой змеевик, который одним концом подключен к холодному стояку, а другим к душевой насадке или смесителю. Поток регулируется вентилем. В этом смысле придется использовать старый чугунный кран на входе или бронзовый на выходе змеевика. Радиатор кладется на решетку варочной панели и нагревается одной или двумя конфорками. Понятно, что шланг должен быть жаростойким, в противном случае возможны различные неприятные последствия.

За работой прибора должен наблюдать взрослый и в случае опасности перекрыть подачу голубого топлива, пока кто-либо моется или занимается посудой. Газовая колонка или электрический водонагреватель с этой точки зрения гораздо безопаснее. Хотелось бы еще добавить, что даже покупное оборудование нуждается в настройке, это значит, что потребуется вмешательство квалифицированного мастера. Иногда замене подлежит комплект жиклеров (форсунок), в других случаях ставится редуктор в тракт подачи газа. В последнем случае система напоминает традиционное питание пропаном-бутаном.

Стоит ли изготавливать самодельный водонагреватель

Чтобы это выяснить, нужно вычислить целесообразность установки. Возможно, лучше использовать заводской?

Проведите подсчеты. Для этого нужно учесть:

Цену горячей воды — 1 куб приблизительно 200 руб.
Температуру нагрева — 65 градусов.
Теплоемкость воды — 4200 Дж/кг.
Температуру жидкости на входе — 8° зимой.

Расчет проводите по такой формуле:

А = 4200*(65 – 8)*1000 литров = 239,4 МДж

Далее нужно вычислить мощность нагревателя, чтобы довести жидкость до такой температуры:

N = А/t = 239,4 МДж/3600 = 66,5 кВт

Итог: самодельный прибор будет неразумно монтировать в доме или квартире. Дешевле оплатить услуги коммунальщиков.

Однако для летнего пользования он может подойти, ведь жидкость на входе будет уже не 8 градусов, а 15°С. Проведите подсчет:

N = А/t = 4200*(65 – 15)*1000 л = 239,4 МДж /3600 = 58 кВт

Учитывайте:

Нагрев от коммунальных предприятий не всегда соответствует заявленным 65 градусам. Чаще всего это 58-59°С.
В то же время самодельный бак имеет теплопотери, о которых нужно помнить.

Вывод: для постоянного использования в квартире самодельный водяной нагреватель не подойдет — это не выгодно. Проще установить покупной бойлер. А вот для дачи и летнего душа — отличный вариант.

Вид топлива

Работа техники основана на теплоносителе. Какими они бывают:

Газовый водонагреватель. Это наиболее экономичные приборы, однако, самостоятельное изготовление категорически запрещено. Во-первых, это опасно для жизни. На заводах техника проходится множество тестов и проверок, прежде чем поступает в магазин. Во-вторых, даже изготовив нагреватель, вы не получите разрешение на его эксплуатацию. Более того — придется платить штраф.

Бойлер на дровах (косвенного нагрева). Самый простой способ: можно организовать небольшую печь, а сверху установить котел.

Электрический тип наиболее безопасный. О нем и пойдет речь дальше.

Напорный или безнапорный вариант

Накопительный электроводонагреватель лучше выбирать напорной конструкции — в душе вы получите сильный непрерывный поток. Но для самостоятельного монтажа понадобится организация циркуляционного насоса, которое создаст давление в системе. Это усложняет задачу.

Безнапорный вариант работает проще. Для его создания можно выбрать любую емкость: ведро, кастрюлю. Главное — устанавливать емкость повыше, чтобы был хороший ток воды.

Из чего изготовить бак

Корпус — это основа будущего бойлера. Для его создания потребуется стойкий к коррозии и ржавчине материал. Можно применять нержавеющую сталь, алюминий, пластик. Железо также используется, если его обработать специальной защитной краской, иначе вода будет малопригодна.

По итогу в емкости будет скапливаться вода и нагреваться ТЭНом. Можно брать готовые резервуары: например, выполнить корпус из газового баллона, бочки из пластика.

Возможные методы доработки

Несмотря на простоту принципа действия, такой водонагреватель очень удобен в использовании, но требует ряда доработок. Прежде всего, на выходе дымохода из бака нужно просверлить сквозное отверстие и вставить в него шпильку с диском-заслонкой. При этом диск не имеет жёсткого крепления к шпильке, ведь заслонку нужно периодически разбирать для чистки дымохода.

Для обслуживания и ремонта нагревателя его потребуется отключить от обвязки, поэтому рекомендуется установить на резьбовые патрубки бака соединения типа «американка» из латуни. Нижний патрубок подключается напрямую к системе водопровода через запорный кран. Также в этом месте можно сделать сливной отвод с краном и штуцером для подключения гибкого шланга. На верхнем патрубке необходимо предусмотреть свободный отвод с шаровым краном для подсоса воздуха при сливе воды из бака. За отводом устанавливается стандартная группа безопасности — клапан сброса излишнего давления для водяных нагревателей. Далее за группой упаковывается запорный кран.

Если водонагреватель располагается на улице, не будет лишним обеспечить теплоизоляцию бака. Её достаточно легко выполнить обычной базальтовой ватой. Потребуется широкий отрез стальной армирующей сетки, свёрнутой в кольцо с образованием зазора от стенок бака порядка 50–70 мм. К сетке тонкой проволокой крепится утеплитель, затем полученный кожух оборачивается вокруг водонагревателя и стягивается проволочными хомутами.

Из чего сделать электрический проточный водонагреватель своими руками

Подойдет любая небольшая кастрюлька или маленькое железное ведро с крышкой. Если взять емкость на 10 – 15 литров, а такую легко найти, то нагреватель получится смешанного типа – проточно-накопительный. Разницы мало в принципе, но размер будет значительно больше. Чтобы долго не возиться с установкой ТЭНа (например, ЭВН F00 3000W 85A10/3,0J220, на 3 кВт), делаем в районе дна емкости пару отверстий под монтаж. Понадобится пара резиновых прокладок, которые следует разместить внутри. Снаружи ТЭН притягивается парой гаек. Это обеспечит прогрев воды по всему объему.

Поскольку водонагреватель своими руками мы делаем проточный, то вода внутрь должна входить прямо через спираль. Для этого сверлим в днище ведра отверстие, присоединяем туда сливной штуцер на пол или три четверти дюйма, либо резьбовой латунный ниппель (иногда их называют фитингами), какой лучше стыкуется с системой водоснабжения. К такому уже можно подсоединять стояк, в том числе и пластиковые трубы. На выходе ставим металлический шаровой кран сливной со штуцером, на который будет надеваться насадка для душа при необходимости. Стоит такая штуковина порядка 140 рублей и использоваться может в хозяйстве для самых разных целей. А в отсутствии шарового крана электрический проточный водонагреватель будет служить рукомойником.

Это не единственный вариант, допускается и на выходе самодельного электрического водонагревателя поставить латунные резьбовые фитинги, к которым уже стыковать подводку. (См. также: Ремонт водонагревателей Термекс своими руками)

Итак, у нас получился кипятильник, который минут за 20 нагреет ведро на 10 литров, а более маленькую емкость мгновенно. Чего в нем не хватает? Мы договорились, что за уровнем воды будем следить вручную. Для этого достаточно подать напор и открыть кран выключенного самодельного электрического проточного водонагревателя. Если все в порядке, то врубаем питание. Однако три вещи еще придется доделать, это как минимум:

Регулятор температуры в виде термостата любого вида.

Герметизация и заварка емкости, чтобы она держала давление.

Утепление корпуса, чтобы не терять энергию и не обжечься.

Последнее многим может показаться лишним в емкости такого объема, уговаривать не будем, а вот заземлить ее на огород нужно обязательно, чтобы током не убиться. Выкопайте яму на грядках и заройте там раму из стали. Стальная лента заводится в дом и служит заземлением. Про дифференциальное устройство защиты также не забываем. Через такое работает любой заводской электрический водонагреватель, если не имеется встроенного автомата для аварийного отключения, как в Термекс Champion. Что использовать в качестве термостата?

Обычно в электрочайнике перегорает спираль. Чаще всего там имеется плоский нагревательный элемент, под которым идет дуга, внутри которой нихромовая или фехралевая проволока, обсыпанная порошком для электрической изоляции. Мы выкидываем эту часть, а термостат (который налеплен на колбу) и кнопку включения берем себе. У нас получается почти готовый элемент управления, теперь самое время подумать о корпусе самодельного электрического водонагревателя. Ничего на ум лучше не приходит, как взять жесть и выгнуть из нее. Под контакты спирали оставим одно большое отверстие, чтобы можно было заменить в случае чего. (См. также: Как работает накопительный водонагреватель)

Датчик термостата приклеиваем в районе ТЭНа для контроля текущей температуры. Кнопку выводим на наружный корпус из жести, чтобы удобно было пользоваться. Между ведром и дном корпуса кладем минимум три деревянных кубика с поперечиной порядка 3 см. Междустенок заливаем пенополиуретаном (хотя нам больше нравится вариант эковаты). Можно обойтись без теплоизоляции? Да, но все равно нужно куда-то смонтировать выключатель. Устройство удобно тем, что за ручку его можно подвесить на любое дерево или длинный гвоздь. Главное держите его подальше от душа, где будет кто-то мыться.

Крышку варим аргоновой сваркой полуавтоматом, можно переменным током. После выполнения операции проверяем на наличие течей самодельный электрический проточный водонагреватель при нормальной температуре. Если все в порядке, начинаем пользоваться. Преимущества конструкции в том, что многие детали можно взять из сломанных бытовых приборов, которые имеются в квартире у многих. А подойдет ли сюда ТЭН в виде дуги от плоского нагревателя электрочайника? Мы считаем, что да. Необходимо предварительно прозвонить сопротивление изоляции (не менее 30 МОм) и самой спирали (порядка 28 Ом). Если все в порядке, пользуйтесь на здоровье. Контакты можно залить любым компаундом для электромонтажа, который только удастся найти.

Способы монтажа и виды креплений

В настоящее время производители изготавливают два основных вида газовых бойлеров: проточные и накопительные. Особой популярностью у потребителей пользуется продукция компаний Электролюкс и Вектор. Прибор этой линейки может располагаться на полу либо на стене. Во втором случае используются различные виды креплений:

дюбели с фиксацией;
металлические крючки.

Эти элементы подойдут для надежной основы из бетона или камня. Для более рыхлых и тонких поверхностей следует использовать другие крепления и способы монтажа.

К примеру, на стене, выполненной из гипсокартона, лучше устанавливать бойлер на усиление. Для этих целей можно использовать различные материалы:

деревянное усиление;
усиление из металла;
крепление с помощью химических анкеров.

Выбор варианта монтажа напрямую зависит от опыта мастера, имеющихся в наличии инструментов и материалов, а также величины бойлера.

Пошаговая инструкция по сборке бойлера для нагрева воды

Чтобы самостоятельно сделать бойлер для нагрева воды, вам нужно будет подготовить следующее:

Схема самодельного водонагревателя.

силиконовый герметик;
использованный газовый баллон;
пластиковые трубы;
2 металлические трубы ГВС;
подложку под ламинат толщиной не менее 5 мм — понадобится около 2 м;
болт/гайка на 32 мм;
пенопластовые панели;
уголок стальной;
пакля;
болты;
теплоизоляционные материалы;
сварочный аппарат;
отвертка;
лерка.

Прежде всего, возьмите вентиль и баллон (пропан).

Принципиальная схема подключения бойлера косвенного нагрева.

Прежде чем приступать к работе, нужно тщательно промыть баллон. Разрежьте его, хорошенько почистите и загрунтуйте, используя для этого специальный нитрат. Дождитесь, пока высохнет грунтовка, и сварите баллон. Объем такого бойлера составит порядка 50 л.

Открутите вентиль, идущий в комплекте с баллоном. Приварите на его место стальную гайку диаметром 32 мм. Прежде чем это делать, гайке нужно придать сгонную резьбу. Это позволит улучшить стык крепежа бойлера для нагрева воды с местом установки.

На следующем этапе выполняется установка «внутренностей» бойлера. Прежде всего, ознакомьтесь со схемой змеевика водонагревателя, представленной далее: Рис. 1.

Возьмите трубу диаметром 1,5 см. С одной стороны выточите резьбу, воспользовавшись леркой по металлу. В процессе выбора и покупки труб учитывайте то, что длина трубы горячего водоснабжения должна соответствовать длине бойлера. В данном случае будет обеспечен равномерный прогрев воды.

Чтобы сделать трубу холодного водоснабжения, возьмите металлическую трубу, приделайте к ней заглушки и просверлите вдоль трубки отверстия. Они будут предотвращать перемешивание потоков холодной и горячей воды. С другой стороны трубки нужно выточить резьбу.

Конструкция «горячего ящика» (солнечного коллектора): 1 — короб; 2 — обратная «холодная» труба; 3 — подающая «горячая» труба; 4 — стальные радиаторы; 5 — ребра жесткости (бруски); 6 — дренажный вентиль; 7 — оргалит; 8 — утеплитель (защитный экран не приведен).

Если вы собираетесь соединить изготавливаемый нагреватель с накопительным бойлером косвенного нагрева, вам придется выполнить несколько дополнительных действий. Его нагрев будет осуществляться от системы отопления. Сначала вам нужно вырезать отверстие диаметром 5 см для теплообменника. В результате вы получите трубу, внутрь которой необходимо будет вставить другую. Далее нужно будет сварить заглушки и стыки обеих труб. Рекомендуется купить силиконовый герметик и изолировать с его помощью стыки соединения. Greitieji kreditai, asmeniniai finansai, vartojimo kreditas, paskolų refinansavimas: už ir prieš.

В данном бойлере для нагрева воды она будет подаваться сверху, а выходить снизу. При наличии ТЭНа достаточной мощности для получения теплой воды не будет необходимости в предварительном нагреве. Такой бойлер можно приварить, к примеру, к вертикальному стояку котла отопления. Это достаточно хорошее решение, т.к. на виду будет оставаться минимальное количество труб.

Возьмите стальной уголок и смонтируйте к нему болты. Данные болты будут выполнять функции элементов крепежа для монтажа водонагревателя к поверхности стены. Трубу с гайкой необходимо обмотать паклей. В саму гайку установите ТЭН с терморегулятором. Будет вполне достаточно элемента мощностью 2 кВт. Терморегулятор придется приобрести отдельно. Подойдет устройство от любого заводского водонагревателя.

Схема принципа действия емкостного водонагревателя.

Прикрепите на водонагреватель светодиод или специальную лампочку. Оберните ТЭН хорошим теплоизоляционным материалом. Чтобы вода в бойлере не остывала в течение как можно большего времени, его необходимо оклеить пенопластом. Также вы можете разместить бойлер для нагрева воды в каком-нибудь большом ящике, а имеющиеся промежутки заполнить теплоизоляционным материалом. Подойдет пенопластовая крошка, стекловата. Можно использовать подложку для ламината. Оберните данным материалом 2 основания бойлера и по диаметру. После этого повторите обертывание, но в данном случае блестящая сторона материала должна быть повернута наружу.

Такой бойлер для нагрева воды подключается по следующей схеме: Рис. 2. В соответствии с этой инструкцией можно сделать вертикальный и напольный бойлер. Порядок подключения горизонтального нагревателя несколько отличается от рассмотренного, однако «начинка» оборудования остается практически такой же.

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.

Обзор лучших предложений на рынке

Небольшая цена, компактный размер и отсутствие необходимости менять электропроводку дома качественно отличают однофазные водонагреватели.

Сегодня изготовлением проточных водонагревателей занимается огромное количество отечественных и зарубежных производителей.

Самые популярные на отечественном рынке компании – Atmor, NIBE-BIAWAR, Clage, Redring, Stiebel Eltron, BOSCH, ELECTROLUX – производят продукцию, ориентированную на европейского потребителя.

Даже маломощные проточные водонагреватели их производства смогут обеспечить домовладельцев горячей водой одинаково качественно и в летний, и в зимний периоды.

Изучим продукцию этих компаний более подробно.

Израильский производитель компания Atmor. Основные модели – безнапорные водонагреватели. Серия Inline – это приборы, мощностью 3-8,7 кВт. Их стоимость ниже аналогов других фирм из-за наличия электронного управления вместо гидравлического. Вместе с тем есть у этой фирмы и приборы с мощностью 7 и 12 кВт. Их можно подключить и к однофазной, и к трехфазной сети. Стоимость: 4700-15100 руб.
NIBE-BIAWAR (Польша). Модель Oscar с мощностью 5 кВт – без колбы, но имеет спираль. Она обеспечивает быстрый нагрев воды и меньшую теплопотерю. На входе есть обратный клапан. Простой дизайн. Стоимость такой модели – 4500 руб.
Clage (Германия). Серия CRH: авторегулятор давления, медный ТЭН, подходит для ванных комнат (класс защиты IP25). Цена: от 11800 руб.
Redring (Великобритания). Модель Powerstream – без нагревательной колбы, имеет «змейку», диаметром 14 мм с двумя медными ТЭНами. Удобный дизайн – конструкция плоская. Цена: 9950-18400 руб.
Stiebel Eltron – немецкий производитель. Приборы Stiebel Eltron – мощностью 3-8,8 кВт. Сделано с немецкой надежностью – запаянная колба с нагревательным элементом, медные подводящие трубки, латунные переходники. Цена: от 65800 руб.
BOSCH (Германия). Все модели сертифицированы и оснащены надежными устройствами защиты. Отличительные особенности серии ED: два медных нагревательных элемента, максимальное давление – 10 бар, мощность 4,6-6 кВт. Цена: от 12900 руб.
ELECTROLUX (Швеция). Особенность: спиральные нагревательные элементы. Модель NPX Sensomatic – 7 ступеней температурной регулировки, сенсорное управление, нагревающий ТЭН из нержавеющей стали. Цена: 16500-26000 руб.

Обратите внимание, что приборы разных производителей, одинаковые по техническим параметрам, могут разниться единицами измерения

мощность;
материалы комплектующих;
систему управления прибором;
длительность гарантии;
простоту монтажа;
безопасность.

Также учтите технические возможности вашего жилья: давление в водопроводной сети и нагрузку на электропроводку. Если производитель все предусмотрел, качественный проточный водонагреватель на кран прослужит вам не один год.

На вас ложится лишь ответственность правильно пользоваться устройством, а внимательное прочтение инструкции вам в этом очень поможет.