Как сделать бойлер для горячей воды своими руками по чертежу

Да и окупаемость у нагревателей довольно быстра, буквально 2 года, и вы отобьете всю сумму обратно. В целом, на сегодняшний день существует всего несколько видов солнечных нагревателей воды.

Немного теории

Основной материал для производства панелей — кремний, с добавлением бора и фосфора. Они разнесены по разным сторонам друг от друга. Под воздействием солнечного света от фосфора (сторона n–типа), отделяются свободные электроны и начинают двигаться в сторону пластины из бора. Борная пластина, обладая свободными элементами, или своеобразными дырками (сторона p–типа) принимает свободные электроны. Или появляется p–n переход. Теперь остается снять с пластины это движение электронов в виде электрического тока.

Солнечные водонагреватели: разновидности

В настоящее время имеется три конструкции, которые заслуживают упоминания. Вот они вкратце:

  • Солнечный водонагреватель вакуумный содержит ряд коаксиальных ламп, располагающийся между двумя коллекторами. Каждый из них на одном конце заглушен, а на другом имеет штуцеры для стыковки с системой рециркуляции бойлера или другого теплообменника. В междустенке находится вакуум, а внутри циркулирует вода. Внешняя стенка прозрачна, через нее легко проходит свет. Внутренняя трубка из меди и окрашена в черный цвет. Такая отлично поглощает излучение солнца и за счет кондукции греет воду. В результате имеется конструкция, которая впускает тепло, но не выпускает его наружу. Такая своеобразная ловушка. Описанный солнечный водонагреватель зимой тоже греет. Благодаря вакууму нет разницы, какая погода на улице.
  • (См. также: Как сделать заземление для водонагревателя своими руками)

  • Конструкция, описанная выше, лишается внешних оболочек ламп. Остаются только медные трубки. Каждую поперечину в наборе оснащают медной полосой шириной порядка 10 см, окрашиваемыми в черный цвет. Такие плавники служат для сбора тепла по всей площади. За счет хорошей проводимости меди энергия быстро вбирается трубками. Солнце греет всю площадь, но градиент температуры направлен в сторону противоположную каналам циркуляции воды. Тепло же стремится в обратном направлении, понятное дело, – за счет этого и работает коллектор. Вся конструкция помещается в плоский ящик, который сверху прикрывается поляризационной пластиной на заводе или обычным стеклом в обиходе. Это несколько снижает конвективные потери, вносимые ветром и естественной циркуляцией воздушных масс.
Солнечные водонагреватели: разновидности
  • Коллектор располагается в фокусе любой решетки отражателей. Солнечные лучи, падая с любой стороны приходят в одну и ту же точку, где можно разместить теплообменник. Весь фокус состоит в правильном расположении рефлекторов. Такие солнечные водонагреватели для отопления не годятся. Скорее служат ученым для работы.

Сегодня предлагается сделать самодельный солнечный водонагреватель по второй схеме. Для этого, как ни крути, понадобится медная трубка, или нет? В интернете представлена схема с резиновым дачным шлангом, который смотан кольцами (точнее спиралями) и помещен в старую оконную раму, задняя часть которой заделана фанерой. Сверху все это прикрыто обыкновенным стеклом. В видео из Белгорода часть шланга (30 метров) намотана плоской спиралью на крестовину из дерева. Имеется, соответственно, четыре крепления через каждые 90 градусов. Остальная часть находится в раме, общая длина шланга составляет 70 метров. Владелец утверждает, что вечером при температуре окружающего воздуха 24 ºС вода нагревается до 64 ºС. Шланг используется самый обычный. Это неплохой солнечный водонагреватель для дачи. (См. также: Проточный водонагреватель своими руками)

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Окупаемость таких устройств зависит от широты использования. В южных районах, где много солнца, они выгодны. Но на уровне 52 параллели у нас они уже не окупаются, если используются для отопления (зимой солнца мало), но окупаются и севернее, если используются для ГВС в межсезонье и летом.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

В Европе, например, где газ дороговат, а техника дешевая, коллектора однозначно выгодны для отопления, даже в северных районах.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

У нас точно выгодными оказываются наиболее дешевые летние солнечные коллектора, которые можно изготовить буквально из подручных материалов, или которые сделаны «полукустарно» на местных производствах.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Они используются для подогрева воды в бассейне, летнего душа, ГВС в доме и отопления домов в межсезонье. В зимних условиях дешевые (самодельные) коллектора не могут соперничать по КПД с заводскими, становятся скорее охладителями, поэтому не используются.

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Насколько выгодны солнечные коллекторы

Принцип работы солнечного водонагревателя

Для начала, давайте, разберёмся с принципом работы солнечных водонагревателей. Функционирование такого устройства рассмотрим на примере фабричной модели вакуумного водонагревателя. Он без проблем подогревает воду зимой. Производительность зимой, конечно, ниже, чем в летнее время. Конструкция водонагревателя – это батарея, которая представляет собой несколько стеклянных трубок из кварцевого стекла. В каждой такой трубочке находится медная трубка, выкрашенная в чёрный цвет. В этих внутренних трубочках находится теплоноситель. В стеклянных трубках создан вакуум для того, чтобы не было потерь тепла из внутреннего контура. Кроме того, вакуум защищает батарею от воздействия окружающей среды. Все трубки соединяются с горизонтальным коллектором, по которому циркулирует теплоноситель. Вакуумные трубки поглощают солнечную энергию и отдают его воде.

Читайте также:  Как сделать отопление частного дома или квартиры

Принцип работы солнечного водонагревателя Функционирует эта система следующим образом:

  • Рабочая жидкость (в роли жидкости необязательно должна быть вода) под действием солнечных лучей испаряется, и пар поднимается в верхнюю часть стеклянной колбы;
  • Пар контактирует через стенку с водой, которая циркулирует по коллектору. Пар отдаёт тепловую энергию, охлаждается и снова превращается в жидкость;
  • Под действием силы тяжести, жидкость стекает вниз и так цикл замыкается;
  • Коллектор водонагревателя соединяется с помощью трубопроводов с бойлером косвенного нагрева. Там уже подогревается вода, которая циркулирует в контуре отопления или водоснабжения. Теплоноситель циркулирует с помощью насоса.
Принцип работы солнечного водонагревателя

Кварцевое стекло, из которого сделаны вакуумные трубки, пропускают ультрафиолетовые волны. Обычное стекло их задерживает. Благодаря пропусканию ультрафиолета солнечная энергия поглощается, когда пасмурно и в зимнее время года. Такую конструкцию в домашних условиях изготовить очень сложно.

Существуют водонагреватели с менее сложным принципом работы. В безнапорных водонагревателях передача тепловой энергии идёт без посредника. Обычно в их конструкции присутствует змеевик (медь, алюминий) на металлической подложке или без неё. Задняя стенка корпуса выкладывается теплоизолирующим материалов. Змеевик посредством трубопроводов соединён с накопительным баком. Змеевик и пластина (ещё называемая абсорбером) выкрашены в чёрный цвет для лучшего поглощения солнечных лучей. Сверху корпус накрыт стеклом, поликарбонатом и т. п. А также проведена тщательная изоляция, чтобы не попадали осадки, грязь, пыль.

Такой упрощённый водонагреватель эффективно работает только в ясную погоду. Но благодаря простоте конструкции такие водонагреватели чаще всего делают своими руками. Кроме того, есть ещё один вариант получить водонагреватель на бесплатной солнечной энергии. Устанавливаются солнечные батареи, которые вырабатывают электричество. А на этом электричестве работает обычный водонагреватель. Такая система тоже может работать круглый год.

Подбор ТЭНа

ТЭНы для бойлеров изготавливаются с изогнутых медных трубок. Их окончания должны быть закреплены фланцем. В качестве проводника тепла выступает токопроводящая нихромовая нить, что находится внутри трубки. Для защиты конструкции от тока нить обрабатывают гальваническим изолятором, что обладает требуемой теплопроводимостью. Сделать самостоятельно такую конструкцию непросто, поэтому опытные мастера рекомендуют покупать её в специализированных магазинах.

Надо отметить, что проточный электроводонагреватель отличается от накопительного непосредственно ТЭНом. У первого вида конструкции обогревательный компонент встроен в особую пробирку, сквозь неё и проходит влага.

Выбирать такой компонент нужно в зависимости от мощности.

Перед покупкой ТЭНа нужно подробнее узнать о нём

Подбор ТЭНа

Оптимальная мощность, чтобы водонагреватель разогревал воду, — 2 кВт, несмотря на то, что существуют ТЭНы от 0,9-6 кВт. Однако даже если мощность станет ниже 2 кВт, то прогреваться вода будет очень долгое время. При больших значениях проводка здания, вероятно, будет перегружена.

При размере корпуса около 50 л и ТЭНе, мощность которого 2 кВт, вода станет прогреваться приблизительно около двух часов.

Разумнее в целом выбирать подогреватель с заранее установленной функцией терморегуляции. Подобная функция позволяет разогревать воду до установленной температуры, интервал колеблется от 35 и до 85°C, и происходит это без помощи других выключателей. Таким образом, если в бойлере температура падает на 1°C, нагреватель автоматически включается и начинает нагревать воду.

Нужно обратить внимание и на трубы ТЭНа: чем они короче, тем меньше будет теплоотдачи и больше будет температура нагрева. В соответствии с этим в таком ТЭНе накипь образовывается значительно стремительнее, что сказывается на теплоотдаче от нагревательного элемента к воде. Если есть накипь, то устройство будет постоянно перегреваться, что очень повысит потребление электроэнергии. Также и повреждённый из-за накипи ТЭН легче и дешевле выбросить, нежели отремонтировать.

Читайте также:  Все актуальные стили интерьера – самые модные тенденции 2021 года

Разнообразие установок

Прежде чем приступать к созданию своими руками гелиосистемы отопления для дачи и дома, нужно выяснить, какие батареи вообще существуют. На сегодняшний солнечный коллектор бывают следующих видов:

Разнообразие установок
  • вакуумный. В конструкции такой батареи между оболочкой агрегата и телом нагрева присутствует вакуум. С помощью такого приспособления можно подогреть воду до 300 градусов. Минусом здесь является невозможность проводить самостоятельную чистку от снега и инея;

Вакуумный коллектор

Разнообразие установок
  • плоский. Внешне такой коллектор имеет вид прозрачной внешней панели. Внутри солнечной батареи такого типа размещаются трубки, а задняя часть оснащена теплоизолятором. Теплопотери здесь больше, однако конструкция легко собирается своими руками. Кроме того ее можно самостоятельно очищать от намерзшего снега и льда. Нагревает воду до 200 оС. К минусам следует отнести наличие большой нагрузки на фиксаторы устройства при сильном ветре, так как батарея имеет плохообтекаемую форму;

Плоский коллектор

Разнообразие установок
  • воздушный. В качестве носителя тепла здесь выступает воздух. Такие батареи легко можно сделать своими руками. Но основным минусом здесь является невозможность использовать устройство для нагрева воды, а также низкий КПД прибора;

Воздушный коллектор

Разнообразие установок
  • трубчатый. Агрегат такого типа состоит из четырех трубок, заполненных базовым теплоносителем. Его циркуляция осуществляется за счет разницы температуры батареи с ее нижней зоной. Для таких приборов характерна большая плоскость поверхности;

Трубчатый коллектор

Разнообразие установок
  • подвижная система, применяемая для обогрева дома солнечной энергией. Это специально разработанные установки, которые могут поворачиваться за движением солнца. На сегодняшний день существуют различные модели, способные на поворот различных своих частей.

Подвижные солнечные батареи

  //

Несмотря на различное строение, принцип функционирования солнечных коллекторов будет практически идентичным.

Подготовка к подключению

Планируя сделать установку бойлера своими руками нужно тщательно проработать план работ. Этот этап – очень ответственный и любая ошибка, допущенная мастером, может усложнить дальнейший процесс.

Этап включает такие действия:

  1. Мастер выполняет расчет и подбирает необходимые анкера. Толщина крепежных болтов устанавливается в зависимости от веса наполненного бака. Поскольку крепления будет находиться под нагрузкой постоянно, нужно давать погрешность при расчете. Лучше взять массивные анкера.
  2. Проделывают отверстие в стене и прикручивают к ней металлическую планку-основу. На ней будет висеть агрегат.
  3. К нагревательному устройству прикрепляют металлическую планку, которая монтируется на стене. Для надежности ее затягивают болтами.

Надо учитывать, что нагреватель должен располагаться строго горизонтально или вертикально. Даже незначительный наклон – недопустим, потому разметку проводят с использованием монтажного уровня. После выполнения подготовительных работ приступают к подключению устройства к системе водоснабжения.

Инструкция по созданию водонагревателя

Проще всего сделать бойлер с накопителем. Предлагаемая конструкция не предусматривает подключение к центральному водоснабжению или использование насоса. Вода подается естественным образом, под действием физических законов: холодный бак располагается выше, чем горячий, а смеситель находится уровнем ниже.

Создание теплообменника

Один из вариантов изготовления нагревателя — вокруг трубы отопления. На нее наваривается конструкция с нижним расположением точек водоразбора и выходом для горячей воды сверху. Теплоноситель в батарее работает вместо нагревательного элемента. Недостаток такого способа — летом он не работает.

Чаще всего бойлеры оборудуют теплообменниками в виде змеевиков.

Изготовление бака

Инструкция по созданию водонагревателя

В качестве емкости для воды можно использовать газовый баллон или пластиковый контейнер подходящего размера. Можно сварить корпус самостоятельно из листового металла. Для этого понадобится сварочный аппарат с электродами, дрель, ТЭН. Из листов нужно изготовить цилиндр с дном.

Как сделать устройство:

  1. В верхней части бака просверлить отверстия друг напротив друга для холодной и горячей воды.
  2. Закрепить в них шаровые клапаны.
  3. Сбоку подготовить место для крепления теплообменника.
  4. На вход и выход надеть патрубки.
  5. Снизу просверлить отверстие для сливного крана.
  6. В нижней части поставить нагревательные элементы и зафиксировать их латунными гайками.
  7. Изолировать ТЭНы от влаги.
  8. Поставить термостат.

Теплоизоляция устройства

Чтобы емкость не остыла, ее покрывают теплоизоляционным материалом. Для этой задачи хорошо подходит пенопласт и фанера. Сначала собирается короб. Он должен быть больше бака на ширину пенополистирола. Следует учитывать, что электропроводка будет расположена снаружи для безопасности.

Теплоизоляцию водонагревателя можно сделать своими руками.

Змеевик для нагревателя

Изготовление нагревательного элемента для электрического водонагревателя своими руками — важный этап работы. Его можно сделать из металлической или металлопластиковой трубы подходящего диаметра. Лучший уровень теплоотдачи у меди и латуни.

Трубку нужно накрутить на основу цилиндрической формы. В качестве оправки можно взять бревно. Важно следить, чтобы витки спирали не касались друг друга. Навивка не должна быть тугой, иначе ее сложно будет снять. Ее длину рассчитывают исходя из данных: на каждые 10 л потребуется 1,5 кВт мощности змеевика.

Читайте также:  Дистанционное управление отоплением, светом

Процесс монтажа

Инструкция по созданию водонагревателя

Для закрепления прибора на стене понадобится:

  • накопительный бак;
  • емкость для холодной воды объемом не менее 50 л;
  • клапан с поплавком, как на унитазе;
  • шланги и фурнитура для их крепления;
  • провода и клеммы;
  • стальные уголки.

Интересущие детали можно купить в интернет-магазине «КВАНТА +«.

Сначала нужно установить поплавковый механизм. Для этого в верхней части баллона, прямо под крышкой, необходимо сделать отверстие. После этого — подогнать устройство под размер конструкции. Чаще всего требуется укоротить центральную штангу. Крепления клапана нужно изогнуть, если емкость имеет цилиндрическую форму.

Вся система закрепляется на стене или на ступенях. На верхнем уровне следует повесить холодный бак, на 70-100 см ниже — горячий, и еще на 80-100 см ниже установить раковину со смесителем.

Плюсы и минусы индукционных устройств для нагрева воды

Прибор имеет довольно простую конструкцию и не требует специальных документов, разрешающих использование и установку. Индукционный нагреватель воды имеет высокую степень эффективности и оптимальную для пользователя надежность. При использовании его в качестве котла для отопления можно даже не устанавливать насос, так как вода течет по трубам благодаря конвекции (при нагреве жидкость практически превращается в пар).

Также устройство обладает рядом преимуществ, что выгодно отличает его среди других видов водонагревателей. Итак, индукционный нагреватель:

В индукционных нагревателях вода становится горячей за счет трубы по которой течет, а последняя нагревается за счет индукционного тока, создаваемого катушкой.

  • намного дешевле своих аналогов, такое устройство можно без проблем собрать самостоятельно;
  • полностью бесшумный (хотя катушка и вибрирует при работе, но эта вибрация не ощутима для человека);
  • во время работы вибрирует, благодаря чему грязь и накипь не прилипает к его стенкам, поэтому и в чистке не нуждается;
  • имеет теплогенератор, который можно легко сделать герметичным благодаря принципу работы: теплоноситель находится внутри нагревательного элемента и энергия передается нагревателю посредством электромагнитного поля, никаких контактов не нужно; поэтому не понадобятся уплотнительные резинки, сальники и прочие элементы, способные быстро испортиться или протекать;
  • ломаться в теплогенераторе просто нечему, так как воду нагревает обычная труба, которая неспособна испортиться или перегореть, в отличие от ТЭНа;

Не стоит забывать и о том, что обслуживание индукционного нагревателя выйдет намного дешевле, чем бойлера или газового котла. Устройство имеет минимум деталей, которые практически никогда не выходят из строя.

Несмотря на огромное количество достоинств, индукционный водонагреватель имеет и ряд недостатков:

  • первый и самый болезненный для владельцев – это счет за электричество; прибор нельзя назвать экономичным, поэтому придется выкладывать порядочную сумму раз за его использование;
  • второе – устройство сильно греется и нагревает не только себя, но и окружающее пространство, поэтому лучше не прикасаться к корпусу теплогенератора во время его работы;
  • третье – прибор имеет крайне высокую эффективность и теплоотдачу, поэтому при его использовании обязательно устанавливайте датчик температуры, иначе может взорваться система.

Как сделать своими руками

Наиболее простой, но тем не менее эффективный вариант, это плоский солнечный коллектор, в котором в качестве теплоносителя используется вода.  Из имеющихся под рукой материалов, изготавливается корпус устройства. Это может быть дерево, профильный черный или цветной металл. Размеры каркаса определяются местом установки солнечного коллектора, его назначением и наличием требуемых материалов.

Во внутреннее пространство корпуса укладывается утеплитель, поверх которого укладывается медная трубка. Для создания большей поглощающей площади, трубку укладывают в форме змеевика. Чтобы увеличить КПД устройства, под трубку можно положить слой фольги (на схеме не показано), это позволит снизить тепловые потери в нижнюю сторону устройства и увеличит температуру во внутреннем пространстве корпуса.

Как сделать своими руками

С наружной стороны корпус закрывается защитным стеклом, щели герметизируются. В местах ввода и выхода труб, монтируются патрубки холодной и горячей воды. Изготовленной таким образом устройство, можно использовать для горячего водоснабжения летнего душа и подогрева воды в бассейне, для этого патрубки коллектора подключаются к выбранным системам, после чего устройство готово к работе.