Электробойлер для отопительной системы своими руками
Цена промышленных модификаций отопительных водонагревателей очень высокая — от 12000 до 70000 руб. и выше. Поэтому их альтернативой может стать нагреватель выполненный собственными силами. Для этого случая допускается применять произвольный стальной бак, повышенной прочности, с параметрами соответствующими расчетным.
Для обвязки схем отопления самодельного водонагревателя потребуются такие детали:
- Бак. Предпочтительнее будет оформить заказ у специализированной организации на устройство из некорродирующей стали либо собрать его своими силами. На корпусе необходимо расположить отверстия, для того чтобы выполнить пайку входных/выходных патрубков.
- Змеевиковый нагревательный элемент, наилучший выбор — медный. Данный металл имеет лучший коэффициент теплопередачи и температурную эластичность.
- Элементы крепления для обвязки систем отопления и ГВС.
- Автоматика безопасности с первичными датчиками и защитными устройствами в виде воздушника и расширительного бака. Комплект приобретается в торговой сети по параметрам рабочего бака.
- Теплозащита бойлера от потерь тепловой энергии. Для этого в прослойке между баком и защитным кожухом размещается стекловата/базальтовый теплоизолятор не менее 5 см.
Особенности
В отличие от обычных водонагревательных устройств у этого прибора патрубок на вход (для холодной воды) монтируется внизу накопительного бака, а на выход (для горячей) — сверху.
Таким образом, циркулировать в замкнутом отопительном контуре жидкость должна с фиксированной температурой, которая и достигается в верхней части бака.
Бойлер косвенного нагрева с подключением к котлу
Главное отличие такого прибора от обычного водонагревателя для отопления — наличие постороннего источника подогрева теплоносителя. Это могут быть солнечные батареи, котёл, центральное отопление.
От такого вспомогательного источника по змеевику, проходящему по внутренней части бойлера, проходит теплоноситель, который, в свою очередь, подогревает жидкость в баке.
Данная система защищена теплоизоляционным слоем.
Технические характеристики
Бойлер для отопления частного дома, который предполагается включать в схему для обогрева, должен функционировать в температурном диапазоне 60-70 С и обладать низкой термической инертностью системы. Последняя характеристика напрямую зависит от разновидности теплообменника и электрической мощности ТЭНа. В емкостях до 250 л нагрев достигается за 1.5 – 2.5 часа. Кроме того такие водонагревающие устройства обязаны функционировать от бытовой электросети 220 В., с нагрузкой не превышающей 30 – 40 А, чтобы домашний умелец мог подключить устройство самостоятельно, не требуя специального разрешения от РЭС.
Стандартное конструктивное строение бытового водонагревателя:
- Корпус, который защищает функциональные элементы от вмешательства извне.
- Накопительная емкость, расположенная в середине конструкции, изолированная от него теплоизолятором. Наилучший объем для автономного отопления считаются устройства от 150 до 300 л.
- Нагревающий элемент — ТЭН. Может выполняться в разнообразных конструктивных формах: стержневой, спиральной и круглой.
- Существенная характеристика для таких бойлеров — тепловая мощность. Она должна находится от 7 до 12 кВт, что позволит обогреть помещение до 120 м2.
- Патрубки входа/выхода на бойлере для отопления. Производительность нагрева обусловливается скоростью теплопередачи, зависящей от диаметра выходящего патрубков. В бойлерах ГВС они обычно имеют сечение до 20 мм, а для отопительной функции нужно не менее 32 мм. В данном случае, чем больше диаметр, тем производительнее функционирует отопительная система. Конечно при условии, когда при этом, достаточно тепловой мощности нагревательного элемента.
- Контролирующие первичные температурные датчики теплоносителя, интегрированные в схему работы циркуляционного насоса.
- Реле контроля работы электрической сети, для того чтобы защитить устройство от возможных длительных перегрузок.
Схемы и правила подключения БКН
Схема подключения и особенности монтажа бойлера косвенного нагрева зависят от класса прибора и системы отопления в доме. Необходимо правильно выбрать место установки, ориентируясь на расположение котла, врезку насосов и уже имеющуюся разводку. Попробуем разобраться, что необходимо учесть при монтаже нагревательного оборудования.
Вариант #1 – обвязка с трехходовым клапаном
Это одна из наиболее популярных схем, так как при ее применении происходит параллельное подключение отопительной системы и БКН, оснащенное запорной арматурой. Бойлер необходимо установить около котла, на подачу врезать циркуляционный насос, затем трехходовой клапан.
Данная схема успешно применяется, если используется несколько обогревательных приборов, например, два разных котла.
Трехходовой клапан – это своеобразный переключатель, который управляется термореле. При понижении температуры срабатывает автоматика, и поток теплоносителя с обогревательного контура перенаправляется в БКН
По сути, это система с приоритетом, которая обеспечивает быстрый нагрев воды в бойлере при полном отключении радиаторов на некоторое время. Как только температура повышается до заданного значения, вновь срабатывает трехходовой клапан и возвращает теплоноситель в прежнее русло – в отопительную систему. Этот способ обвязки пригодится тем, кто использует бойлер в постоянном режиме
Вариант #2 – схема с двумя циркуляционными насосами
Если бойлер применяют редко (например, сезонно или по выходным) или появилась необходимость в воде, температура которой ниже, чем в системе обогрева, применяют схему с двумя Система водяного отопления с принудительной циркуляцией: схемы, варианты реализации, технические тонкости циркуляционными насосами. Первый устанавливают на трубе подачи, непосредственно перед БКН, второй – на контуре отопления.
Циркуляционный насос запитан через термореле, поэтому начинает действовать только при снижении температуры ниже требуемой. Ускорение нагрева происходит вместе с включением принудительной циркуляции
Трехходовой клапан в данной схеме отсутствует, обвязка оборудована с применением простых соединительных тройников.
Вариант #3 – обвязка с гидравлической стрелкой
Это подключение используют для объемных бойлеров (200 л и более) и разветвленных отопительных систем с множеством дополнительных контуров. Примером может служить система отопления в двухэтажном доме, где кроме многоконтурной радиаторной сети используются теплые полы.
Гидравлический распределитель (гидрострелка) необходим, чтобы упростить схему отопительной системы и избежать монтажа рециркуляционных насосов на каждую отопительную ветку
Оборудование гидрострелки позволяет избежать теплового удара, так как давление воды в каждом контуре будет одинаковым. Самостоятельно сделать обвязку по данной схеме довольно сложно, поэтому лучше обратиться к профессиональным монтажникам.
Вариант #4 – использование рециркуляции теплоносителя
Рециркуляция полезна, когда присутствует контур, нуждающийся в постоянной подаче горячей воды – например, полотенцесушитель. Если его подключить к системе отопления, теплоноситель будет постоянно циркулировать, а сушилка функционировать и одновременно служить отопительным прибором.
Применение рециркуляции обладает одним большим преимуществом – не нужно ждать, когда вода нагреется до нужной температуры, она всегда будет горячей
Но у этой схемы есть и недостатки. Главный – это увеличение расходов на топливо, потому что требуется постоянный прогрев охлаждаемой в контуре воды. Второй минус – смешивание воды в бойлере. Обычно горячая вода находится в верхней части, и оттуда поступает к точкам водоразбора, здесь же она перемешивается с холодной, вследствие чего на выходе температура немного ниже.
Существуют модели бойлеров со встроенной рециркуляцией, то есть с готовыми патрубками для подключения полотенцесушителя. Но дешевле приобрести обычный бак, применив для подключения тройники.
Вариант #5 – система с энергонезависимым котлом
Отличительная особенность данной схемы – установка бойлера на более высоком уровне, чем котел и отопительные приборы. Предпочтение отдается настенным моделям, которые можно подвесить на высоте 1 м над полом.
Напольные модели конкретно в рамках данной схемы уступают настенным скоростью и качеством нагрева. Температура воды значительно ниже (примерно как в обратном трубопроводе), следовательно, и запас горячей воды меньше
Энергонезависимый тип отопления строится на применении законов гравитации, следовательно, теплоноситель будет циркулировать и при отключении электричества. В обычном режиме можно подключит циркуляционные насосы.
Использование одноконтурного котла и обычного бойлера
Наряду с бойлерами косвенного нагрева с одноконтурными газовыми котлами также используют и обычные бойлеры. Обычные электрические бойлеры стоят немного дешевле бойлеров косвенного нагрева, но существенно уступают им в множестве параметров. Обычный электрический бойлер гораздо дольше нагревает воду и это устройство нуждается в регулярном обслуживании.
Желательно один раз в год производить чистку электрического бойлера от накипи, а также периодически менять анод, который служит защитой электронагревателя. Электрический бойлер также нуждается в надежном электропитании, и к этому устройству нужно прокладывать независимую электрическую линию. Также этот водонагревательный прибор серьёзно нагружает электросеть – в целом. Поэтому лучше использовать электрический бойлер в тех помещениях, где электропроводка имеет запас прочности.
Каким может быть электрический бойлер для нагрева воды
При желании купить электрический бойлер для воды, стоит заранее подумать еще и том, какой формы устройство предпочтительнее для вашей ванной. В большинстве случаев эти емкости представлены цилиндрическими или плоскими прямоугольными конструкциями. А вот в зависимости от того, как они ориентированы, разделение производится на 3 группы:
- вертикальные;
- горизонтальные;
- универсальные.
Каким образом должен быть расположен электрический бойлер для горячей воды, зависит от того, как внутри размещен нагревательный элемент. Для того чтобы прибор функционировал нормально и обеспечивал естественную конвекцию жидкости, сам нагревательный элемент должен быть закреплен в нижней части бака. Проще говоря, нельзя просто перевернуть бойлер на свое усмотрение и размещать его нужно строго так, как это рекомендует делать производитель. Единственно исключение – универсальные модели, способные работать в любом положении.
В зависимости от модели бойлера, бак может быть расположен как горизонтально, так и вертикально
Кроме этого, устройства различаются в зависимости от мощности. Так, например, чтобы подключить маломощный бойлер (до 12 кВт), достаточно будет однофазного источника питания, в то время как более мощному прибору потребуется уже трехфазный.
Газовый бойлер для нагрева воды: что это такое?
Газовый бойлер – это отдельный вид водонагревательных конструкций, использование которых допустимо только в частных домах. Такое ограничение легко объяснимо необходимостью прокладки дымохода, а также газовой подводки для питания котла.
Стоит учесть, что установка газового бойлера рациональна только в частном доме
Но даже если вы хотите установить газовый котел в собственном доме, для того чтобы сделать это, потребуется специальное разрешение, которое можно получить только в специализированной службе, которая занимается этими вопросами. Производить подобные ремонтные работы без одобрения специальной службы категорически запрещено, так как это может спровоцировать возникновение опасной ситуации.
Итак, если соответствующее разрешение все-таки имеется, первое, с чего нужно начинать установку газового бойлера – это дымоход. Если его нет, то придется провести все работы по его монтажу, а если он имеется, то котел располагается строго в том месте, где есть дымоход.
Главное преимущество такого сложного, на первый взгляд, решения – экономия. Да, стоит такой агрегат на порядок выше электрического, однако его эксплуатация будет обходиться значительно дешевле, что позволит не только покрыть лишние расходы на покупку, но и в дальнейшем тратить меньше средств на оплату. Еще один положительный аспект – газовый бойлер производит подогрев жидкости заметно быстрее электрического.
Газовый бойлер требует проведения газовых и вентиляционных коммуникаций
Состав прибора, его параметры
Бойлер состоит из следующих элементов:
- Бак.
- ТЭН.
- Анод (нужен для предотвращения коррозии).
- Теплоизоляция (сохраняет тепло воды).
- Термостат (с его помощью устанавливают нужную температуру).
- Наружный корпус (от него зависит вид аппарата).
- Предохранительный клапан (необходим, чтобы устранять чрезмерное давление).
К параметрам прибора относят:
- Материал, используемый для теплоизоляции (минеральная вата, полиуретан, пенополиуретан).
- Объем.
- Покрытие бака (эмаль, сталь, стеклофарфор).
- Вариант расположения (вертикально, горизонтально, рядом с раковиной).
- Мощность ТЭНа.
- Встроен ли змеевик (если да, то бойлер можно подключить к котлу).
- Материал анода (магний, титан).
Бойлеры для воды: как устроены накопительные водонагреватели
Самые первые водонагреватели были изобретены много столетий назад, и тогда для подогрева воды использовали пар. Сегодня же вода в емкости нагревается за счет работы наружного или внешнего нагревателя. Наиболее популярное решение на сегодняшний день – купить бойлер для горячей воды с ТЭНом, способный в любое время суток обеспечить бесперебойную подачу воды.
Схема устройства бойлера для горячей воды
Подобрать подходящее устройство несложно, если принять во внимание все имеющиеся данные и условия, к которым предстоит провести подключение. Самостоятельно подобрать лучшую модель может каждый, предварительно хотя бы вкратце ознакомившись с основными принципами работы и параметрами различных приборов
Первое, с чем необходимо определиться при выборе бойлера – какой объем жидкости вам будет необходим на протяжении одних суток. Это зависит от того, для каких целей будет использоваться подогретая вода, а также, сколько человек проживает в доме.
Принцип работы этого устройства довольно прост и заключается в том, что теплая жидкость не смешивается с холодной в баке, а постепенно вытесняется холодной к точке забора. В это время поступившая в емкость холодная вода подогревается в результате контакта с нагревательным элементом. При этом в процессе подачи воды, горячая обязательно разбавляется холодной в соотношении 1:2, что позволяет существенно увеличить полезный объем воды.
Современные модели бойлеров имеют простую систему управления, позволяя регулировать температуру нагревания воды
Говоря об основных составляющих элементах бойлера для горячей воды, стоит выделить:
- накопительный бак, объемом от 30 до 150 литров;
- внешняя часть корпуса, которая предотвращает наружные повреждения конструкции;
- ТЭН – стальной нагревательный элемент, который состоит из трубки или нихромовой спирали и перерабатывает в тепловую энергию полученную электрическую;
- термостат – прибор, который отвечает за регулировку температуры воды и поддержание определенного температурного режима внутри бака;
- магниевый анод – элемент, предотвращающий появление коррозии на внутренних стенках емкости. Он «заклеивает» все мелкие повреждения и трещинки на поверхности стенок.
В такой системе каждый из элементов выполняет свою важную роль и от того, насколько высоким будет качество каждой из этих частей, зависит срок службы бойлера
Поэтому, размышляя, как выбрать электрический бойлер для воды, стоит обращать внимание на каждый материал и элемент, который был использован в конкретном устройстве
Объём бака бойлера зависит от количества человек проживающих в доме и необходимого количества горячей воды в сутки
Как выбрать бойлер косвенного нагрева
Сделать правильный выбор подходящей модели бойлера косвенного нагрева – дело сложное для новичка. Однако непосильного здесь ничего нет, надо лишь учесть несколько важных нюансов:
Выбирая для квартиры или частного дома водонагреватель с косвенным нагревом, первым делом необходимо определить оптимальный объем накопительного бака. Чтобы горячей воды хватило всем членам семьи, рассчитывают с учетом примерного расхода 100 л за сутки одним человеком.
Экономически выгоден косвенный бойлер нагрева воды для семьи из четырех и более человек
При таком количестве людей примерный расход ГВС составляет 1,5 л/мин.
Обращая внимание на объем бака, учитывают время нагрева. Большая емкость дольше будет нагреваться
Возможно, стоит отдать предпочтение модели с двумя теплообменниками или с системой «бак в баке».
От состава теплоизоляции зависит, как долго вода останется горячей после выключения котла. Дешевые водонагреватели идут с поролоном. Пористый материал слабо удерживает тепло и быстро разлагается. Оптимальной теплоизоляцией служит минвата или вспененный полиэтилен.
Чтобы сделать правильный выбор, надо сопоставить мощность косвенного водонагревателя и отопительного котла. Если последний характеризуется слабыми параметрами, бойлер станет непосильной нагрузкой.
Покупая любую модель, обязательно обращают внимание на наличие термостата, клапана и других элементов защиты.
Когда со всеми важными нюансами вопрос решен, можно уделить внимание форме, дизайну, производителю и прочим мелочам
Расчет объема накопительного бака
Чтобы сделать примерный расчет объема накопительного бака, можно воспользоваться простым снятием показаний водяного счетчика. Когда в доме постоянно прибывает одинаковое количество людей, суточный расход будет иметь одни и те же данные.
Более точный расчет объема основан на подсчитывании водоразборных точек с учетом их предназначения и количества проживающих членов семьи. Чтобы не вдаваться в сложные формулы, расход горячей воды берут из таблицы.
Схемы подключения к отопительной системе
При выборе схемы подключения косвенного бойлера для нагрева воды учитывают месторасположение прибора в доме, а также особенности разводки системы отопления.
Простая и часто используемая схема основана на подсоединении косвенного прибора через трехходовой клапан. В итоге образуется два контура нагрева: отопительный и водогрейный. После котла перед клапаном врезается циркуляционный насос.
Если потребность в горячей воде небольшая, подходит схема системы с двумя насосами. Косвенный водогрейный прибор и отопительный котел образуют два параллельных контура нагрева. На каждой линии установлен свой насос. Схема подходит для загородных домов, где горячей водой редко пользуются.
Сложнее получается схема подключения, если в доме вместе с радиаторами установлена система «теплый пол». Для распределения давления по всем линиям, а вместе с косвенным бойлером их получатся три, устанавливают гидравлический распределитель. Узел нормализует циркуляцию воды через «теплый пол», водонагреватель и радиаторы. Без распределителя насосное оборудование выйдет из строя.
У косвенных водогрейных приборов с рециркуляцией из корпуса выходит три патрубка. Традиционно два выхода служат для подключения к системе отопления. От третьего патрубка ведут закольцованный контур.
Если косвенный прибор нагрева воды не имеет третьего патрубка, а рециркуляцию надо сделать, то контур возвратной линии подсоединяют к трубе ХВС и дополнительно врезают рециркуляционный насос.
Рециркуляция позволяет получить на выходе из крана горячую воду еще до полного нагрева жидкости в накопительном баке бойлера.
Проточные водонагреватели
Проточные водонагреватели характеризуются нагревом воды в процессе протекания и высокой мощностью нагревательных элементов (6…27 кВт). К основному плюсу можно отнести их компактность.
Проточные водонагреватели подразделяются на:
- проточные водонагреватели открытого типа (безнапорные);
- проточные водонагреватели закрытого типа (напорные).
Проточные водонагреватели закрытого типа (напорные)
Проточные водонагреватели закрытого типа являются закрытыми приборами с устойчивым к давлению внутренним резервуаром для централизованного водоснабжения. К ним может быть подключено любое количество выходных кранов. При этом количество производимой горячей воды определяется теплопроизводительностью (мощностью нагрева) проточного водонагревателя. Эти приборы имеют компактную конструкцию и высокую нагревательную способность, так что нагрев воды производится во время ее протекания через нагреватель. При этом температура воды на выходе из нагревателя обусловлена тремя факторами:
- Расходом (л/мин);
- Температурой подводимой холодной воды (°С);
- Теплопроизводительностью (мощностью) прибора (кВт).
Существует два конструктивных принципа:
- Проточные водонагреватели с электронным управлением;
- Проточные водонагреватели с гидравлическим управлением.
У проточных водонагревателей гидравлическим управлением имеются две различные системы нагрева:
- Система, основанная на трубчатых нагревательных элементах ТЭНов.
- Система, основанная на нагревательных элементов с неизолированной спиралью.
Водонагреватели с неизолированной спиралью, в которой токопроводящие нагревательные элементы находятся непосредственно в нагреваемой воде. При этом нагревательная спираль из неизолированной проволоки находится в изолированном блоке, который заключен в устойчивый к давлению медный резервуар.
В изолированном блоке нагревательная спираль заключена в участки трубопровода, кроме того, в целях обеспечения сопротивления изоляции, имеются участки предварительного и дополнительного включения. Участки трубопровода перед и за нагревательной спиралью имеют, таким образом, такую же задачу, как и окись магния в обычных трубчатых нагревательных приборах, который выполняет роль изоляции. Сопротивление изоляции зависит от характеристик протекающей воды.
Приборы с нагревательным элементом из неизолированной проволоки специально разработаны для применения в регионах, где вода содержит большое количество извести (жесткая вода). Ввиду малого объема воды в колбе и малого веса нагревательной системы после выключения прибора почти не происходит остаточного тепловыделения – важная предпосылка для уменьшения образования накипи.
Проточный тип нагревателей
Водонагревательный прибор, работающий на электричестве – это отдельная категория, отличающаяся по конструкции от других устройств, накапливающих и нагревающих воду. Во-первых, прибор меньше по размеру, т.к. накопителя в нем нет. Вводный патрубок служит для отвода воды в аппарат, где она и нагревается.
Нагреватель воды
Медная колба служит для нагрева, который производит мощный ТЭН. Для устройств проточного типа применяют ТЭНы различной мощности: 5-25 кВт. После нагрева теплоноситель попадет в электрическую систему отопления. А специальные регулирующие клапаны контролируют уровень расхода воды.
Проточный водонагреватель
Бойлер
Плюс этого аппарата в том, что он нагревает воду за значительно небольшой промежуток времени. Но многие люди говорят о том, что данное устройство очень сильно расходует электрическую энергию. Поэтому применяют эти агрегаты тогда, когда производят монтаж системы отопления в домах с небольшой площадью, например, для разных видов дач. Поэтому заранее высчитывают, какая мощность должна быть у бойлера. В соответствии с этими расчетами устанавливают такую проводку, чтобы она могла выдержать необходимые нагрузки.
Преимущества и недостатки отопления с электробойлером
Главное преимущество схемы — простота. Собрать такую конструкцию способен практически любой мастер, поскольку для этой цели не потребуются ни особая квалификация, ни сложные инструменты. Еще одно преимущество — невысокая цена. Чаще всего, водонагреватели электрические для отопления продаются по более низким ценам чем электрокотлы. Благодаря этому, при создании системы теплоснабжения небольших объектов, можно существенно сэкономить. При этом можно получить очень надежную высокофункциональную систему, способную управляться через современные линии связи, например, вай фай. Именно поэтому она хорошо интегрируется в программу “Умный дом”.
К недостаткам использования водонагревателей можно отнести:
- Невысокая мощность.
- ТЭН постоянно находится в рабочем состоянии, что приводит его к быстрому износу. Для гарантии нужно выбирать устройства имеющие 2 и более ТЭНов.
