Jak zrobić boiler pośredniego ogrzewania własnymi rękami: instrukcja i porady dotyczące wykonania

Posiadanie instalacji wodociągowej z ciepłą wodą jest częścią zwykłego komfortu we współczesnym mieszkaniu. Jednak nie zawsze udaje się rozwiązać problem doprowadzenia scentralizowanych mediów do nieruchomości poza miastem.

Dlatego właściciele prywatnych domów urządzają autonomiczne zasilanie ciepłą wodą, wykorzystując jako źródło ogrzewania obieg grzewczy. Do rozwiązania zadania wystarczy jedynie własnoręcznie skonstruować bojler pośredniego ogrzewania.

Przedstawimy, jak wykonać przydatne w gospodarstwie domowym urządzenie. W artykule szczegółowo opisano reguły instalacji i podłączenia urządzenia dostarczającego wodę sanitarną do punktów czerpalnych. Dowiedzą się Państwo, jak przygotować bojler do uruchomienia i jak oddać go do użytku.

Budowa bojlera pośredniego ogrzewania

W istocie urządzenie to zwykły wymiennik ciepła.

Co prawda wymienniki ciepła tradycyjnie buduje się na zasadzie «rura w rurze», ale w tym przypadku elementami wymiany ciepła są zbiornik i rurowa wężownica. Zbiornik magazynujący pełni rolę zewnętrznej «rury», wewnątrz której umieszcza się «rura» wewnętrzna lub wężownica.

Przez wężownicę rurową przepuszczany jest czynnik grzewczy systemu grzewczego, a wewnętrzna część zbiornika wypełniona jest zimną wodą. Czynnik grzewczy nagrzewa ścianki wężownicy rurowej, a te z kolei ogrzewają zimną wodę w zbiorniku.

Mniej więcej tak wygląda tradycyjny schemat podłączenia bojlera pośredniego ogrzewania. W tym przypadku urządzenie pracuje w parze z kotłem grzewczym.

Schemat bojlera pośredniego ogrzewania zwykle wykonywany jest w technologii przeciwprądu dwóch mediów o różnych poziomach temperatury. Innymi słowy, jeśli wylot podgrzewanej wody znajduje się w dolnej części zbiornika, a króciec zasilania zimną wodą jest wyżej, wówczas doprowadzenie czynnika grzewczego do wężownicy odbywa się na górnym poziomie.

Odwrotna konfiguracja jest wykonywana, jeśli wejście i wyjście zimnej wody zamieniają się miejscami. W praktyce częściej spotyka się schematy z górnym wylotem podgrzanej wody.

W celu zmniejszenia strat ciepła, wykonany własnoręcznie bojler pośredniego ogrzewania należy koniecznie zaizolować. Dobrym izolatorem ciepła jest wełna mineralna.

Biorąc pod uwagę, że bojler pośredniego ogrzewania należy do cieplnych urządzeń sanitarnych, urządzenie oraz przylegająca do niego instalacja rurowa podlegają izolacji termicznej.

Rozsądnie jest montować system w bezpośrednim sąsiedztwie kotła systemu grzewczego. Takie podejście zapewni niższe koszty montażu urządzenia, a straty ciepła na drodze od systemu grzewczego do bojlera pośredniego ogrzewania zostaną znacznie zmniejszone.

Z przykładem wykonania najprostszego bojlera pośredniego ogrzewania zapozna następujący zestaw zdjęć:

Projekt i montaż własnoręczny

Głównym zadaniem na etapie projektowania własnoręcznego jest dobór zbiornika akumulacyjnego, który swoją pojemnością pokrywałby zapotrzebowanie na ciepłą wodę.

Wybór zbiornika akumulacyjnego

Dla większości przypadków eksploatacji systemu obliczenia zapotrzebowania wykonuje się dla 3-4 osób (przeciętna rodzina). Według norm, jedna osoba zużywa około 70 l/dobę. Czyli dla przeciętnej rodziny w zupełności wystarczy zainstalować bojler pośredniego ogrzewania o pojemności 200 l. Przy takiej pojemności zapotrzebowanie jest w pełni zaspokojone.

Przy doborze zbiornika do przerobienia go na bojler pośredniego ogrzewania należy zwrócić szczególną uwagę. Powinien to być zbiornik mocny, wytrzymały, odporny na korozję.

Zbiornik do ogrzewania zimnej wody zwykle wybiera się do montażu pionowego, ale nie wyklucza się również wariantu montażu w pozycji poziomej. Jako zbiornik bojlera dopuszczalne jest użycie pojemnika wykonanego z wytrzymałych, termoodpornych materiałów.

Oczywiście, materiał pojemnika należy wybrać biorąc pod uwagę jego wysokie właściwości antykorozyjne, dopuszczalną rozszerzalność cieplną oraz inne parametry eksploatacyjne.

Za odpowiednie materiały można uznać:

• aluminium;
• stal nierdzewną;
• specjalne polimery.

Należy pamiętać: bojlery dowolnego typu są zbiornikami pracującymi pod ciśnieniem. Ponadto czynnik grzewczy systemu ogrzewania może nagrzewać się do wysokiej temperatury (90°C i więcej). Wychodząc z tych właściwości instalacji bojlerowych, należy projektować i budować system własnoręcznie.

W praktyce nierzadko spotyka się naprawdę absurdalne konstrukcje, również wykonane własnoręcznie, na przykład na bazie zwykłej bańki mlecznej lub garnka kuchennego. Należy unikać takich rozwiązań.

Tak wygląda parodia bojlera pośredniego ogrzewania. Wykonano własnoręcznie godnie, ale dla porównania z rzeczywiście niezawodnym i wydajnym urządzeniem potrzebne jest zupełnie inne podejście.

Projekt bojlera pośredniego ogrzewania, wykonywanego własnoręcznie, obejmuje również obliczenia wężownicy rurowej. Należy obliczyć wymaganą moc cieplną tego urządzenia, aby na podstawie wyników określić długość rury wężownicy i jej średnicę.

Obliczenie długości wężownicy

Tradycyjnym materiałem do produkcji wężownic bojlerów jest miedź lub mosiądz. Zaleca się wybór właśnie jednego z tych materiałów, ponieważ oba charakteryzują się wysokim współczynnikiem przenikania ciepła.

Efektywność pracy wężownicy (czas nagrzewania i osiągnięcie wymaganej temperatury) w dużej mierze zależy od prawidłowego obliczenia. Ważne jest również prawidłowe zamontowanie spirali wewnątrz zbiornika.

Do obliczenia potrzebnych wartości do wykonania wężownicy bojlera można użyć wzoru:

L = Q / D* (Tg – Tx) * 3,14

Oznaczenia literowe tutaj:

• L – długość rury,
• Q – moc cieplna wężownicy,
• D – średnica rurki,
• Tg – temperatura gorącej wody,
• Tch – temperatura zimnej wody.

Przeanalizujmy przykład, jak obliczyć długość miedzianej rury dla spirali o mocy 20 kW dla bojlera pośredniego ogrzewania.

Jest miedziana rura o średnicy 10 mm, zakupiona na rynku w zwoju. Do bojlera wzięto zbiornik o pojemności 200 l. Obliczeniowe wartości temperatur zimnej i gorącej wody: 15°C i 80°C, odpowiednio.

Należy określić długość miedzianej rury wystarczającą do wykonania spiralnej rurki wymiennika ciepła o mocy 20 kW. Według wzoru przeprowadza się następujące obliczenie: 20/0,01*(80-15)*3,14. Wynik obliczenia: wymagana długość miedzianej rury wyniesie 10 metrów.

Wykonanie i obróbka wężownicy

Do wykonania wężownicy bojlera pośredniego ogrzewania o pojemności 150-200 litrów, zazwyczaj bierze się miedzianą lub mosiężną rurkę o średnicy 10–20 mm. Rurkę zwija się w spiralę z uwzględnieniem szczeliny resztkowej 5–7 mm między zwojami.

Szczelinę należy wykonać obowiązkowo (dopuszcza się po nawinięciu rozsunąć zwoje), ponieważ konieczna jest kompensacja rozszerzalności metalu. Ponadto przy takim wykonaniu spirali osiąga się pełny kontakt wody z powierzchnią miedzianej (mosiężnej) rurki.

Przykład samodzielnego nawijania wężownicy dla bojlera pośredniego ogrzewania. Jako bęben stosuje się polietylenową grubościenną rurę. Po nawinięciu zwoje rozsuwa się o 1–2 mm.

W zasadzie miedziane lub mosiężne wężownice można znaleźć już gotowe do użytku. Na przykład wziąć wężownicę z jakiegoś urządzenia technologicznego. Ale wtedy trzeba będzie uwzględnić wymiary posiadanego zbiornika i dopasowanie spirali pod względem mocy wymiany ciepła.

Często nie udaje się dobrać dokładnie zgodnie z parametrami. Dlatego, aby nie tracić cennego czasu, w tym sensie korzystniej jest wykonać rurowy spiralny grzejnik samodzielnie.

Wykonanie wężownicy własnymi rękami bez doświadczenia jest trudne, ale takie zadanie jest wykonalne. Tutaj najważniejsze – wykonać jakościowe nawijanie spirali. Do nawijania miedzianej (mosiężnej) rurki zaleca się użycie bębna z odpowiedniego materiału.

Średnica bębna jest mniejsza od wewnętrznej średnicy zbiornika bojlera o około 10-15%. W rezultacie, jeśli wewnętrzna średnica zbiornika wynosi 500 mm, to wartość średnicy wężownicy wyniesie:  (500 – 500/10) = 450 mm.

Jeden z możliwych wariantów montażu gwintowanego łącznika na końcowej części rury wężownicy. Wolny koniec łącznika z gwintem będzie wchodził w otwór na ścianie zbiornika.

Na końcowych częściach rurki zwiniętej w spiralę, będzie wymagane zamontowanie kontaktowych łączników gwintowanych. Do rozwiązania tego zadania należy:

1. Uzyskać równy przekrój na końcach rury, obrabiając je obcinakiem do rur.
2. Nałożyć na końcowe części rury nakrętki zaciskowe.
3. Obrócić brzegi rury rozwiertakiem.
4. Zamontować łączniki i dokładnie dokręcić je do rury nakrętkami.

Nie jest konieczne stosowanie wyłącznie gwintowanych złączy dwustronnych. Jeśli posiadasz umiejętności lutowania rur miedzianych i odpowiednie narzędzia, można metodą lutowaia zamontować jednostronne złącza gwintowane.

Również w zależnośći od materiału obudowy zbiornika, nie wyklucza się opcji lutowania bezpośrednio do ścianek pojemnika. Jednak przy samodzielnej produkcji bojlera ogrzewania pośredniego ten krok nie jest zalecany ze względu na skomplikowaną operację technologiczną.

W postaci zmontowanej na złączkach lub zlutej, element wymiany ciepła (wężownica bojlera) można już uznać za gotowy do montażu i późnejszej eksploatacji. Pozostanie przygotować miejsce montażu bezpośrednio na zbiorniku bojlera i wbudować podgrzewacz wodny w skład zbiornika.

Przygotowanie zbiornika bojlera

Jak umieścić gotową miedzianą (mosiężną) spiralę wewnątrz zbiornika bojlera, jeśli jest on jednoliy? W takim przypadku trzeba ostrożnie odciąć górną część i zrobić pokrywę, która będzie mocowana do korpusu zbiornika śrubami.

Miejsca przylegania pokrywy i zbiornika są wyrównywane, szlifowane, wyposażane w gumową uszczelkę. Tymczasem montaż wewnętrzny (i obsługa) wydaje się wygodniejszy, jeśli na zbiorniku zrobi się dwie pokrywy – górną i dolną.

Przykład konstrukcji pokrywy na zbiorniku używanym jako bojler ogrzewania pośredniego. Uszczelnienie uzyskuje się dzięki uszczelce i połączeniu śrubowemu na całym obwodzie.

Po zamontowaniu pokrywy na zbiorniku bojlera problem montażu wężownicy wewnątrz zbiornika znika. Teraz wystarczy wywiercić dwia otwory w korpusie zbiornika, orientując się na położenie końcowych odcinków rury spirali. Średnica otworów powinna odpowiadać śriednicy częśći gwintowanej złączy z zapasem 1-2 mm.

Części gwintowane złączy przepuszcza się przez otwory, uprzednio instalując uszcelki. Następnie od zewnątrznej strony ściany zbiornika nakręca się przeciwne złącza i mocno dokręca połączenie.

Przy takim mococwaniu spirala grzewcza jest dość stabilna, ale konieczne jest wykonanie dodatkowych podpór. Przepływ czynnika grzewczego pod ciśnieniem wewnątrz rury często powoduje wibracje. Dodatkowe podpory będą kompensować tę wadę.

Wariant przejścia od rurek wężownicy bojlera do głównych linii z czynnikiem grzewczym systemu ogrzewania. Proste złącza jednocześnie pełnią rolę mocowania.

Na korpusie bojlera ogrzewania pośredniego należy również zrobić otwory do napełniania i spuszczania wody, wprasować w nie krótkie króćce, a na króćcach zamontować zawory odcinające. W razie potrzeby można uzupełnić urządzenie o termometr tarczowy.

Po zakończeniu montażu wszystkich komponentów, korpus zbiornika zamyka się od zewnątrz materiałem izolacyjnym. Tutaj dobrze sprawdzi się wełna mineralna z wierzchnią powłoką foliową.

Instrukcja podłączenia i uruchomienia systemu

Przede wszystkim domowy, samodzielnie wykonany bojler pośredniego ogrzewania należy podłączyć do magistrali grzewczej. Tam, gdzie stosuje się autonomiczny system grzewczy, bojler włącza się do sieci kotła domowego.

Podłączenie mechaniczne wykonuje się przy otwartej pokrywie zbiornika bojlera. Po podłączeniu należy lekko otworzyć zawór odcinający, łączący z linią powrotną czynnika grzewczego, i upewnić się, że nie ma wycieków zarówno na zewnątrz urządzenia, jak i wewnątrz.

Przed całkowitym uruchomieniem samodzielnie wykonanego bojlera pośredniego ogrzewania zaleca się przeprowadzenie testu szczelności systemu. Na zdjęciu – egzemplarz fabryczny.

Jeśli nie stwierdzono wycieków, otwiera się linię dopływu czynnika grzewczego. Należy odczekać pewien czas, aby wężownica nagrzała się do temperatury systemu grzewczego. W trybie pełnego nagrzewania dokładnie sprawdzić wężownicę i wszystkie punkty połączeń pod kątem ewentualnych przecieków.

Jeśli kontrola wykazała integralność systemu, zamyka się pokrywę zbiornika i podłącza linie dopływu i odbioru ogrzewanej wody. Testuje się system w trybie rzeczywistej wymiany ciepła.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Używana butla gazowa jest często wykorzystywana do produkcji urządzeń domowej roboty. Przedstawiamy film o tym, jak z korpusu butli zrobić BPN.

Tutaj opisano tylko jeden z wszystkich możliwych wariantów, które istnieją i są z powodzeniem stosowane. Należy zaznaczyć, że wariantów samodzielnych konstrukcji bojlerów pośredniego ogrzewania jest sporo.

Na przykład zamiast cylindrycznego zbiornika akumulacyjnego stosuje się prostokątne naczynia. Nawijanie spirali wężownicy wykonuje się nie jednowarstwowo, a wielowarstwowo. Uzupełnia się podgrzewacz wody grzałką elektryczną. Pomysły konstrukcyjne nie mają granic.

Proszę pisać komentarze w bloku poniżej, jeśli chcą Państwo podzielić się własnym doświadczeniem w produkcji bojlera pośredniego ogrzewania lub przydatnymi informacjami na ten temat. Tutaj proszę zadawać pytania, wyrażać opinię i zamieszczać zdjęcia.