Косвеник собственными руками — виды, положительные качества, минусы и производственная технология

Хозяевам приватного жилья необходимо применять различное оборудование для обогрева, которое просит больших расходов на содержание и эффективное функционирование. Косвеник считается достойным дополнением к системе газового и отопления электричеством. Устройство уменьшает затраты на энергию на нагрев воды и обеспечивает её постоянный приток.

Что такое косвеник

Косвеник — это водогрейный бак, который функционирует одновременно с устройствами централизованого отопления. В отличии от классических бойлеров водонагреватель косвенного типа не просит подсоединения к электрической сети.

Косвеники могут иметь самую разную конструкцию, но они все подогревают воду за счёт энергии теплового носителя котла

Нагрев воды происходит за счет теплообмену между горячей водой, протекающей по теплообменному аппарату, и холодной водичкой, которой заполнен бак водонагревателя косвенного нагрева. Внешне водонагреватель собой представляет цилиндрическую ёмкость вместимостью от десятков до нескольких тысяч литров.

Нагреватели воды косвенного типа применяются как в приватных домах, хозяева которых не имеют возможности подсоединения к независимому механизированному отоплению, так и на больших производствах, где требуется огромное количество горячей воды.

Плюсы и минусы оборудования косвенного нагрева

Среди положительных качеств водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа можно выделить:

• экономность (отсутствуют расходы на электрическую энергию);
• высокую эффективность оборудования, ограниченную только мощностью обогревательного котла;
• отсутствие прямого контакта между водой из крана и носителем тепла;
• возможность употребления энергии тепла сразу с разных источников для увеличения мощности и рабочей эффективности водонагревателя косвенного нагрева.

К серьёзным недостаткам оборудования можно отнести:

• большую цену. Косвеник стоит в 1,5–2 раза больше, чем бойлер прямого типа;
• малую мощность. Для нагревания значимого количества воды (более 100 л) может понадобится очень много времени — от 1 часа. В ассортименте некоторых изготовителей есть водонагреватели с более большой скоростью нагрева (30–35 мин.), но их цена необоснованно высока;
• большие размеры. Размер оборудования зависит от объёма бака. Водонагреватели ёмкостью более 200 л занимают очень много места, благодаря этому их ставят в индивидуальном служебном помещении;
• невозможность круглогодичного применения. Производительная работа только в отопительный период (осень — зима). Летом, когда обогревательный котёл выключен, нагрев воды в накопительном электрическом водонагревателе не происходит.

Косвеник готовит горячую воду длительнее, зато он не просит подсоединения к электросети

Видео: навык применения водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа

Виды косвеников

Современные водонагреватели косвенного типа имеют самую разную конструкцию и форму. Кроме округлого тонкостенного бака, есть водонагреватели, имеющие непростое устройство, которое позволяет оборудованию быть более выгодным и практичным. Классификация оборудования осуществляется по ряду признаков.

Типы теплообменного аппарата

Косвенные нагреватели воды могут иметь теплообменный аппарат разной конструкции:

одноконтурный полотенцесушитель — спиралеобразная железная тонкостенная труба, расположеная в середине ёмкостного бака. Из-за циркуляции теполоносителя по трубе полотенцесушитель нагревается и передаёт энергию тепла холодной воде, которая расположена в баке. Это самая примитивная и доступная конструкция на рынке;

Косвеник с одноконтурным змеевиком — наиболее доступный и простой вариант

Водонагреватель косвенного типа по технологии «бак в баке»

Материал теплообменного аппарата

Для производства теплообменного аппарата в виде змеевика и бака находящегося внутри применяются такого рода материалы, как:

• латунь — малая теплопроводимость, 100–110 Вт/(м•°C);
• алюминий — средняя проводимость тепла, 200–240 Вт/(м•°C);
• медь — большая проводимость тепла, 360–390 Вт/(м•°C).

Чем более большую проводимость тепла имеет материал теплообменного аппарата, тем дороже водонагреватель.

Вариант установки

В зависимости от варианта установки устрйоства делятся на 2 типа:

1. Настенный — оборудование устанавливается на подвесной спайдерный крепеж, закреплённый на плоскости стены. Ёмкость бытовых настенных электрических водонагревателей как правило не больше 200 л, однако в линейке некоторых изготовителей можно повстречать конструкции вместимостью до 650 л.
2. Напольный — бак ставится на напольная поверхность очень близко от котла нагрева. Средняя ёмкость бытовых напольных моделей может меняться от 200 до 500 л. Промышленные варианты имеют лишь напольный вариант установки.

Водонагреватели бывают стенового (слева) и напольного (с правой стороны) выполнения

Способ компоновки

По методу расположения конструктивных компонентов нагреватели воды делятся на 2 типа:

1. Вертикальный — самый популярный способ компоновки, дающий возможность сэкономить пространство внутри в помещении. Вертикальные устройства имеют ограниченный объём и размеры, благодаря этому такое исполнение вполне подойдет для применения у часников.
2. Горизонтальный — не имеет чётких ограничений по объёму и размерам. В основном, данные устройства за счёт больших размеров имеют много добавочных функций. К примеру, намного толстый утеплительный слой, рециркуляция и накопление.

Горизонталльные водонагреватели могут иметь намного толстый теплоизоляционный слой и ряд добавочных функций

Выбор водонагревателя косвенного нагрева для самостоятельного изготовления

Общее устройство косвеника самое простое — при умении работать с электрифицированным инструментом и сваркой бойлер можно сделать своими руками.

Для применения в условиях приватного дома, где живет семья из трёх человек, достаточно вертикального водонагревателя косвенного нагрева с медным теплообменным аппаратом. Если семья очень большая, то лучше подобрать напольную конструкцию. Это даст возможность сделать оборудование нужной ёмкости, а еще провести должную тепловую изоляцию бака.

Делать собственными силами водонагреватель c теплообменным аппаратом типа «бак в баке» не было бы неплохо. Во-первых, потребуется отыскать или сделать сам бак, что попросит достаточно уйму времени и сил. Второе, в процессе изготовления бойлеров большого объёма размеры конструкции становятся больше во много раз.

Стоит еще сказать, что фабричные модели, изготавливающиеся по такой технологии, имеют специализированное покрытие (эмаль, керамика, напыление из серебра) на теплообменнике. Повторить нанесение аналогичного покрытия в «гаражных условиях» не выйдет.

Характеристики конструкции косвенного водонагревателя косвенного нагрева

Водонагреватель косвенного типа собой представляет резервуар, сделанный из нержавеющей стали. Внутренние стенки ёмкости покрыты особенным материалом, который не только оберегает поверхность водогрея от процессов коррозии, но и уменьшает концентрацию вредных бактерий и микроорганизмов.

Схема устройства водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа с одноконтурным змеевиком

В остальном водонагреватель самой простой конструкции состоит из таких элементов:

• теплообменный аппарат — спиралевидная труба или бак небольшого размера. В зависимости от объёмов бака может находиться в его нижней и верхней части;
• входной отрезок трубы — патрубок для соединения снизу приспособления для подвода трубы с холодной водой из крана;
• выводной отрезок трубы — патрубок для соединения для подключения трубы вывода горячей воды;
• магниевый анод — защита стенок бака от процессов коррозии;
• внутренний термометр — прибор чтобы провести измерения температуры водонагрева;
• термостатический клапан — устройство, мешающее перегреву оборудования;
• блок управления — поворотная ручка с делениями для установки температуры нагрева;
• тепловая изоляция — слой материала для утепления, который помогает поддерживать установленную температуру воды которая нагрелась;
• выпускное отверстие — клапан для слива воды которая застоялась;
• проверка — отверстие крупного диаметра, которое предназначено для обслуживания, ремонта и модернизации водонагревателя косвенного нагрева.

Конструкция новых моделей баков может немного разниться и иметь ряд доработок от изготовителей, однако в целом любой водонагреватель косвенного типа состоит из указанных компонентов.

Рабочий принцип водонагревателя косвенного нагрева

Водонагреватель косвенного типа считается частью системы отопления и подсоединяется конкретно к газовому, электрическому или котлу на твердом топливе, который нагревает тепловой носитель за счёт энергии, выделяющейся при сжигании топлива.

Тепловой носитель двигается по системе ГВС и идет через теплообменный аппарат, находящийся в косвенике. За счёт отдачи энергии тепла от горячего теплового носителя происходит нагрев холодной воды, которой заполнен резервуар устройства. Из него вода которая нагрелась через отверстие вывода по трубе транспортируется в помещение ванной, на кухню и в прочие помещения с оборудованием сантехническим.

Водонагреватель косвенного типа способна работать с самыми разными видами отопительных котлов

При выключении обогревательного котла или его переходе в выгодный рабочий режим тепловой носитель быстро стынет. Благодаря конструкции, предусматривающей утепление стенок бака уретановой пеной, вода в резервуаре стынет гораздо медленнее. Это дает возможность применять весь объём тёплой воды ещё на протяжении нескольких часов.

Расчёт ключевых показателей водонагревателя косвенного нагрева

Перед тем как приступить к поиску материала и конкретно изготовлению, будет необходимо провести расчёт очень маленького объёма резервуара и рабочей длины теплообменного аппарата.

Объём и форма бака

Объём резервуара для воды зависит от численности жильцов, регулярно проживающих по месту установки оборудования. Считается, что в день человек расходует до 80 л воды. За расчётное значение рекомендуется брать 45–50 л на человека. При превышении нормы вода в баке будет стоять, что обязательно отобразится на её качестве.

Форма бака подбирается с учитыванием силы давления в системе водопровода. Если давление невысокое, то разрешается применение самодельных электрических водонагревателей с квадратным резервуаром. При большом давлении в системе можно применять исключительно оборудование со скруглённым дном и верхом.

Водонагреватели с накопительным резервуаром прямоугольной и четырехугольной формы можно применять исключительно в системах водообеспечения с невысоким рабочим давлением

А дело все в том, что высокое давление содействует появлению изгибающих усилий на стенках бака, благодаря этому резервуар прямоугольной либо квадратной формы может изменить свои формы. Ёмкость с круглым дном более стойкая к деформациям за счёт лучшей обтекаемости.

Мощность и длина теплообменного аппарата

В вертикальных моделях косвенного нагрева в качестве теплообменного аппарата в большинстве случаев применяется полотенцесушитель из меди, размещенный между входным и отверстием для выхода.

Полотенцесушитель для водонагревателя косвенного нагрева из трубы из меди

Для самостоятельного изготовления наиболее оптимально применять медную трубу у которой диаметр 10 мм. Данное изделие без труда гнётся руками без использования какого-нибудь инструмента. Во время использования металлопластиковой трубы необходимо учесть, что температура нагрева теплового носителя не должна быть более 90 о C, иначе труба деформируется, а стыки протекут — это приведёт к смешиванию воды в резервуаре.

Длина трубы, необходимая для производства змеевика, рассчитывается по формуле L = P / (3,14 •d •?Т), где:

• L — длина трубы (м);
• d — трубное сечение (м);
• ?Т — разница температур нагретой и холодной воды ( о C);
• P — мощность теплообменного аппарата на каждые 10 л воды (кВт).

Как считают профессионалы, на каждые 10 л воды должно приходиться не менее 1,5 кВт энергии тепла. С учитыванием этого можно высчитать длину трубы для производства змеевика.

К примеру, рассчитаем материал для змеевика, который станет поставлен в водонагреватель ёмкостью 200 л. Температура холодной воды, поставляемой в ёмкость, будет равняться 15 о С, а после нагрева нужно получить воду с температурой 80 о С: L = 1,5 •20 / (3,14 •0,01 •65) ? 15 м.

Таблица: длина медного теплообменного аппарата для электрических водонагревателей ёмкостью 50–200 литров

Объём накопительного резервуара, л	Мощность оборудования, кВт	Длина теплообменного аппарата, м	Диаметр резервуара водонагревателя косвенного нагрева, м	Диаметр витка, м	Кол-во витков
200	30	15	0,5	0,4	12
150	22,5	11	0,5	0,4	9
100	15	7,5	0,4	0,3	8
50	7,5	4	0,4	0,3	5

Кол-во витков змеевика зависит от способа изгиба и расстояния между элементами. В большинстве случаев полотенцесушитель размещается таким образом, чтобы расстояние между виточками и стенками резервуара было не менее 10–12 см. Расстояние между виточками не должно быть менее 5 см. Расчётные значения для накопительных резервуаров разного объёма можно заметить в таблице выше.

Если водонагреватель косвенного типа нужно оснастить электрическим нагревательным элементом трубчатого типа, то мощность высчитывается учитывая то, что для быстрого нагрева 50 л воды нужен Трубчатый нагреватель мощностью не менее 1,5 кВт. Более того, любой комбинированный водонагреватель должен быть оснащен терморегулятором.

Сопутствующие материалы и инструменты

Накопительный бак устройства делается из термоустойчивого пластика, нержавейки, алюминия или стали с керамическим покрытием. В качестве заготовок под резервуар можно взять бочки из пластика для продуктов для пищи, металлические бачки или лишний баллон с газом.

Для производства теплообменного аппарата, как было отмечено выше, лучше применять квадратную либо круглую трубу из меди. Во время сборки теплообменного аппарата из квадратных труб понадобятся расширения под 90 о .

В качестве инструмента нужно приготовить:

• углошлифовальную машинку;
• электрическая дрель с корончатым сверлом по металлу;
• аппарат аргонно-дуговой сварки;
• набор рожковых ключей;
• диск для шлифования и полировки металла;
• шлифовальную бумагу.

Для сборки водонагревателя косвенного нагрева потребуется способность работать со инверторным аппаратом

Фитинги, кран для слива воды и прочие элементы соединения выбираются исходя из размеров подсоединяемой трубы. Дополнительно покупается ФУМ-лента, клапан для предохранения, магниевый анод и насадка чтобы его установить.

Подготовка бака для сборки водогрея

Для производства водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа можно применять новый или устаревший баллон с газом. Эта ёмкость сделана из толстой нержавейки толщиной 3–4 мм и хорошо подходит для работы с горячей водой.

Перед сборкой обогревательной конструкции потребуется тщательно приготовить баллон. Для этого изделие режется надвое с помощью угловые шлифовальные машины. Поверхность внутри ёмкости зачищается с помощью углошлифовальной машинки с подобающей насадкой.

Перед сборкой водонагревателя косвенного нагрева баллон нужно вскрыть и очистить поверхность внутри

После чего внутренняя часть баллона моется, сушится и покрывается нитро-грунтовой краской. Эти работы следует проводить обязательно, иначе после ввода водонагревателя косвенного нагрева в эксплуатирование нагреваемая вода будет благоухать газом.

Во время использования резервуара из иных железных ёмкостей подготовка проходит по подобной схеме.

Изготовление косвеника

Сборочный процесс водогрея может отличаться в зависимости от типа конструкции, однако в большинстве случае оборудование для газовых и электрокотлов производится в следующей очередности:

1. В заблаговременно подготовленном баллоне сверлится два отверстия с помощью электрической дрели с корончатой насадкой. Одно отверстие будет находиться снизу и применяться для холодного водоподвода, другое — в верхней для отвода горячей.
2. Отверстия которое получилось зачищаются, в них устанавливаются фитинги и шарнирные краны. Затем снизу сверлится ещё одно отверстие, в которое ставится кран для слива воды которая застоялась.

В верхней и нижней частях баллона выполняются отверстия, в которые ставятся краны для подсоединения труб водообеспечения

Изготовление змеевика для водогрея из круглой медной трубы у которых диаметр 10 мм

Для подключения змеевика к водонагревателю косвенного нагрева применяется резьбовой патрубок для соединения

Для утепления легче всего применять пену для монтажных работ и фольгированный теплоизолятор

На последнем этапе наматываются фитинги, краны и устанавливается верхняя крышка. При возможности крышку можно не заваривать, а сделать зажимные крепления из проволоки из стали сечением 3 мм.

В процессе изготовления водонагревателя косвенного нагрева для общего применения с котлами работающими на твердом топливе взамен медного змеевика применяется труба из стали П-образной формы, которая монтируется снизу устройства. Со стороны печи или котла труба присоединяется к выходному отрезку трубы. От водонагревателя косвенного нагрева труба выводится и подсоединяется напрямую к дымоотводу.

Видео: косвеник из баллона с газом

Обвязка косвеника

Для подсоединения водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа применяется три рабочих схемы:

1. Обвязка с трёхходовым клапаном.
2. Подключение к двум циркуляционным наносам.
3. Обвязка с использованием гидрострелки.

Обвязка с трёхходовым клапаном

Схема обвязки с применением трёхходового клапана применяется очень часто, тем более при потреблении значимого количества горячей воды. Для этого в системе устанавливается два отопительного контура. Первый — ключевой контур, используемый для обогрева помещений. Второй — предназначается для нагрева воды в накопительном электрическом водонагревателе.

Схема обвязки косвеника с трехходовым клапаном используется очень часто

Для одинакового распределения и регулирования объёмов поступающего в водонагреватель теплового носителя применяется трёхходовой клапан, который подсоединяется к терморегулятору.

Рабочий принцип системы очень прост: если температура в накопительном резервуаре спускается ниже выставленного значения, то клапан перенаправляет часть теплового носителя на нагрев воды в накопительном электрическом водонагревателе. После водонагрева тепловой носитель возвращается назад в контур обогрева.

Обвязка с 2-мя циркулярными насосами

Бойлер косвенного типа монтируется в системе с 2-мя контурами: водонагревателя косвенного нагрева и отопления. Для регуляции каждого отдельного контура применяется рециркуляционный насос. При этом насос на контур водонагревателя косвенного нагрева устанавливается перед насосом оборудования для отопления.

В схеме обвязки с циркулярными насосами подача теплового носителя к водонагревателю косвенного нагрева изменяется автоматично

Оба насоса подсоединяются к терморегулятору водонагревателя косвенного нагрева. При остывании воды в накопительном электрическом водонагревателе термостатический клапан включает подходящий насос, который перенаправляет часть потока от отопления и наоборот.

Обвязка с использованием гидрострелки

Обвязка с применением гидроразделителя используется в системах централизованого отопления, которые состоят из 2-ух и более контуров. Если в системе без гидрострелки перераспределение потоков в контурах в первую очередь проявляется на работе какого-нибудь оборудования, то при её установке происходит плавное перераспределение холодных и горячих потоков.

К примеру, гидроразделитель в первую очередь монтируется в приватных домах, где к централизованному отоплению кроме косвеника подсоединяется система пола с функцией подогрева. Схема этой обвязки довольно трудна в применении, тем более при большом количестве оборудования. Благодаря этому работы по её монтажу лучше поручить мастерам.

Система с рециркуляцией теплового носителя

Эта схема обвязки применяется если понадобится уменьшить быстроту нагрева воды в накопительном электрическом водонагревателе, так же как и при частых простоях вода в резервуаре быстро стынет, а на её вторичный обогрев требуется от 30 до 60 минут.

Для этого в трубопровод, идущий от водонагревателя косвенного нагрева к крану водоразбора, устанавливают «обратку» к бойлеру. На этом месте также ставится насос циркуляционный, подключённый к терморегулятору.

При застое и остывании воды в водопроводе термостатический клапан включает насос, который перенаправляет остывшую воду обратно на обогрев. При возобновлении водоподачи пользователю не нужно ждать её нагрева, так как она будет уже тёплая.

Эксплуатационные особенности косвенного водонагревателя косвенного нагрева

Для правильного функционирования водонагреватель должен быть поставлен на идеальную монолитную поверхность. При установке стенового водонагревателя косвенного нагрева применяются подходящие элементы крепежа, которые рассчитаны на вес заполненного водой устройства.

Бак ёмкостью до 100 л фиксируется на дюбель-гвозди длиной 100 мм, а для оборудования ёмкостью 150–200 л необходимо применять крепления длиной до 150 мм. Водонагреватель было бы неплохо вешать на бетонной стены или кирпича.

На магистрали, подающей холодную воду, перед электрическим водонагревателем должен быть поставлен клапан обратный, который станет предупреждать попадание горячей воды в холодный контур.

Подключение косвеника в систему выполняется через клапан обратный

Основная трудность при работе электрических водонагревателей косвенного типа — это образование накипи в середине накопительного резервуара и теплообменного аппарата при нагревании воды более 80 о С. Благодаря этому при умеренном расходе горячей воды (мытье посуды) разумно уменьшать температуру до комфортабельных 40–50 о С. Это даст возможность существенным образом увеличить время работы оборудования.

Чистка и ремонт водонагревателя косвенного нагрева

При частом применении водонагревателя косвенного нагрева чистку бака придется проводить раз в году. Для этого в резервуар закачивается концентрированный раствор лимонной или уксусной кислоты и нагревается до температуры 80–90 о С. Через 20–30 минут жидкость сливается. Если в системе обогрева применяется тепловой носитель в виде обыкновенной воды, то в целях предупреждения осуществляется чистка теплообменного аппарата по подобной схеме.

При появлении течи в соединительных местах труб нужно разобрать проблематичный участок и выполнить монтаж снова с использованием большего количества уплотнителя. Взамен сантехнического льна необходимо применять очень современные материалы, к примеру, сантехническую фторопластовую ленту или сантехническую нить.

Видео: установка и обвязка водонагревателя косвенного нагрева косвенного типа

Бойлер косвенного типа — это оборудование, которое обязано быть установлено в любом частном и доме за городом, где применяется газовое или электроотопление. Это даст возможность сократить затраты на горячее водообеспечение на 15–20%, что станет очень ощутимой экономией в условиях всевозрастающих тарифов.