Come realizzare un bollitore a riscaldamento indiretto fai-da-te: istruzioni e consigli per la costruzione

La presenza di un sistema idrico con acqua calda fa parte del comfort abituale per una casa moderna. Tuttavia, non è sempre possibile risolvere il problema della connessione delle utenze centralizzate per una proprietà di campagna.

Pertanto, i proprietari di abitazioni private installano un sistema autonomo di approvvigionamento di acqua calda, utilizzando il circuito di riscaldamento come fonte di calore. Per risolvere il problema, è sufficiente costruire un bollitore a riscaldamento indiretto fai da te.

Vi spiegheremo come realizzare un dispositivo utile in casa. Nell'articolo sono descritte in dettaglio le regole per l'installazione e il collegamento dell'apparecchiatura che fornisce acqua sanitaria ai punti di prelievo. Scoprirete come preparare il bollitore all'avvio e come metterlo in funzione.

Struttura del bollitore a riscaldamento indiretto

In sostanza, il dispositivo è un normale scambiatore di calore.

In realtà, gli scambiatori di calore sono tradizionalmente costruiti secondo il principio 'tubo in tubo', ma in questo caso gli elementi di scambio termico sono il serbatoio e la serpentina tubolare. Il serbatoio di accumulo svolge il ruolo di 'tubo' esterno, all'interno del quale è posizionato il 'tubo' interno o serpentina.

Attraverso il serpentino tubolare viene fatto passare il fluido termovettore dell'impianto di riscaldamento, mentre la zona interna del recipiente viene riempita con acqua fredda. Il fluido termovettore riscalda le pareti del serpentino tubolare, che a loro volta riscaldano l'acqua fredda nel recipiente.

Ecco come appare approssimativamente lo schema tradizionale di collegamento del bollitore a riscaldamento indiretto. In questo caso, l'apparecchio funziona in coppia con la caldaia di riscaldamento.

Lo schema di un bollitore a riscaldamento indiretto viene solitamente realizzato con la tecnologia del controcorrente dei due fluidi, a diversi livelli di temperatura. In altre parole, se l'uscita dell'acqua riscaldata è prevista nella parte inferiore del serbatoio, e il raccordo di alimentazione dell'acqua fredda si trova più in alto, in questo caso l'alimentazione del fluido termovettore nel serpentino avviene al livello superiore.

La configurazione inversa viene realizzata se l'ingresso e l'uscita dell'acqua fredda vengono scambiati. Nella pratica, gli schemi con uscita dell'acqua calda in alto sono più comuni.

Al fine di ridurre le perdite di calore, il bollitore a riscaldamento indiretto fatto in casa deve essere necessariamente isolato. Un buon isolante termico è la lana minerale.

Considerato che il bollitore a riscaldamento indiretto appartiene alle apparecchiature termosanitarie, l'apparecchio e la sua tubatura di collegamento devono essere soggetti a isolamento termico.

È ragionevole installare il sistema nelle immediate vicinanze di la caldaia dell'impianto di riscaldamento. Questo approccio garantirà minori costi di installazione dell'apparecchiatura e le perdite di calore lungo il percorso dall'impianto di riscaldamento al bollitore a riscaldamento indiretto saranno notevolmente ridotte.

La seguente galleria fotografica illustra un esempio di realizzazione del bollitore a riscaldamento indiretto più semplice:

Progettazione e installazione fai da te

Il compito principale nella fase di progettazione fai-da-te è la scelta del serbatoio di accumulo, il cui volume possa coprire le esigenze di acqua calda.

Scelta del serbatoio di accumulo

Per la maggior parte dei casi di funzionamento dell'impianto, il calcolo del fabbisogno viene effettuato per 3-4 persone (famiglia media). Secondo le normative, una persona consuma circa 70 litri al giorno. Ciò significa che per una famiglia media è più che sufficiente installare un bollitore a riscaldamento indiretto con un volume di 200 litri. Con tale capacità, il fabbisogno è completamente soddisfatto.

La scelta del contenitore da trasformare in bollitore a riscaldamento indiretto richiede particolare attenzione. Deve essere un serbatoio robusto, resistente, non soggetto a corrosione.

Il serbatoio per il riscaldamento dell'acqua fredda viene solitamente scelto per l'installazione verticale, ma non è esclusa anche la possibilità di montaggio in posizione orizzontale. Come serbatoio per bollitore è consentito utilizzare contenitori realizzati con materiali robusti e termoresistenti.

Naturalmente, il materiale del contenitore deve essere scelto tenendo conto delle sue elevate proprietà anticorrosione, della dilatazione termica consentita e delle altre caratteristiche operative.

I materiali idonei possono essere considerati:

• alluminio;
• acciaio inossidabile;
• polimeri speciali.

È importante ricordare: i bollitori di qualsiasi tipo sono considerati recipienti in pressione. Inoltre, il fluido termovettore dell'impianto di riscaldamento può raggiungere temperature elevate (90°C e oltre). Sulla base di queste caratteristiche degli impianti a bollitore, è necessario progettare e costruire il sistema fai-da-te.

Nella pratica, non è raro incontrare costruzioni davvero assurde, anch'esse realizzate fai-da-te, ad esempio utilizzando una normale tanica per latte o una pentola da cucina. Tali soluzioni vanno evitate.

Ecco come appare una parodia di un bollitore a riscaldamento indiretto. Realizzato fai-da-te in modo dignitoso, ma per confrontarlo con un dispositivo realmente affidabile ed efficace è necessario un approccio completamente diverso.

Il progetto di un bollitore a riscaldamento indiretto realizzato fai-da-te include anche il calcolo della serpentina tubolare. Qui è necessario calcolare la potenza termica richiesta di questo dispositivo, per determinare la lunghezza del tubo della serpentina e il suo diametro in base ai risultati del calcolo.

Calcolo della lunghezza della serpentina

Il materiale tradizionale per la fabbricazione dei serpentini dei boiler è il rame o l'ottone. Si consiglia di scegliere uno di questi materiali, poiché entrambi possiedono un alto coefficiente di trasmissione del calore.

L'efficienza di funzionamento del serpentino (tempo di riscaldamento e raggiungimento della temperatura desiderata) dipende in gran parte da un calcolo corretto. È inoltre importante eseguire correttamente il montaggio della spirale all'interno del serbatoio.

Per calcolare i valori necessari per la fabbricazione del serpentino del boiler, si può utilizzare la formula:

L = Q / D* (Tg – Tx) * 3,14

I significati delle lettere:

• L – lunghezza del tubo,
• Q – potenza termica del serpentino,
• D – diametro del tubo,
• Tg – temperatura dell'acqua calda,
• Tx – temperatura dell'acqua fredda.

Analizziamo un esempio per calcolare la lunghezza di un tubo di rame per una spirale di potenza 20 kW per un boiler a riscaldamento indiretto.

Si dispone di un tubo di rame del diametro di 10 mm, acquistato in rotolo sul mercato. Per il boiler è stato preso un serbatoio della capacità di 200 litri. I valori calcolati delle temperature dell'acqua fredda e calda sono rispettivamente 15°C e 80°C.

È necessario determinare la lunghezza del tubo di rame sufficiente per produrre una spirale tubolare di scambio termico di potenza 20 kW. Utilizzando la formula si effettua il seguente calcolo: 20/0,01*(80-15)*3,14. Il risultato del calcolo: la lunghezza richiesta del tubo di rame è di 10 metri.

Fabbricazione e lavorazione della serpentina

Per la fabbricazione del serpentino di un boiler a riscaldamento indiretto di capacità 150-200 litri, di solito si prende un tubo di rame o ottone di diametro 10-20 mm. Il tubo viene avvolto a spirale tenendo conto di un gioco residuo di 5-7 mm tra le spire.

È obbligatorio lasciare un gioco (è consentito allargare le spire dopo l'avvolgimento), poiché è necessaria la compensazione dell'espansione del metallo. Inoltre, con questo tipo di spirale si ottiene un contatto completo dell'acqua con la superficie del tubo di rame (ottone).

Esempio di avvolgimento autonomo di un serpentino per boiler a riscaldamento indiretto. Come tamburo viene utilizzato un tubo di polietilene a pareti spesse. Dopo l'avvolgimento, le spire vengono allargate di 1-2 mm.

In linea di principio, è possibile trovare serpentini in rame o ottone già pronti per l'uso. Ad esempio, si può prendere un serpentino da qualche apparecchiatura tecnologica. Ma in tal caso bisogna considerare le dimensioni del serbatoio esistente e la corrispondenza della spirale in termini di potenza di scambio termico.

Spesso non è possibile effettuare una selezione in perfetta conformità ai parametri. Pertanto, per non perdere tempo prezioso, in questo senso è più conveniente realizzare da soli un riscaldatore a spirale tubolare.

Realizzare un serpentino fai-da-te senza esperienza è difficile, ma il compito è realizzabile. La cosa principale è eseguire un avvolgimento di qualità della spirale. Per l'avvolgimento del tubo di rame (ottone) si consiglia di utilizzare un tamburo di materiale adatto.

Il diametro del tamburo è inferiore al diametro interno del serbatoio della caldaia di circa il 10-15%. Di conseguenza, se il diametro interno del serbatoio è di 500 mm, il valore del diametro della serpentina sarà: (500 – 500/10) = 450 mm.

Una delle possibili opzioni per installare un raccordo filettato sull'estremità del tubo della serpentina. L'estremità libera del raccordo con filettatura entrerà nel foro sulla parete del serbatoio.

Sulle estremità del tubo avvolto a spirale, sarà necessario montare raccordi filettati di contatto. Per risolvere questo compito, è necessario:

1. Ottenere un taglio netto alle estremità del tubo, lavorandole con un tagliatubi.
2. Infilare i dadi di compressione sulle estremità del tubo.
3. Lavorare i bordi del tubo con un alesatore.
4. Installare i raccordi e serrarli saldamente al tubo con i dadi.

Non è obbligatorio utilizzare esclusivamente raccordi filettati a doppia faccia. Se si hanno competenze nella saldatura dei tubi di rame e gli strumenti adatti, è possibile installare raccordi filettati a una faccia mediante saldatura.

Inoltre, a seconda del materiale del corpo del serbatoio, non è esclusa l'opzione di saldatura direttamente alle pareti del contenitore. Tuttavia, nella costruzione fai-da-te di un bollitore a riscaldamento indiretto, questo passaggio non è raccomandato a causa della complessità dell'operazione tecnologica.

Nella versione assemblata con raccordi o saldata, l'elemento di scambio termico (serpentina del bollitore) può già considerarsi pronto per l'installazione e il successivo utilizzo. Resterà da preparare il posto per il montaggio direttamente sul serbatoio del bollitore e integrare il riscaldatore ad acqua nel serbatoio.

Preparazione del serbatoio del bollitore

Come posizionare la spirale di rame (ottone) pronta all'interno del serbatoio del bollitore, se il contenitore è intero? In questo caso, bisognerà tagliare con cura la parte superiore e realizzare un coperchio che verrà fissato al corpo del serbatoio con bulloni.

Le sedi del coperchio e del serbatoio vengono livellate, levigate e dotate di una guarnizione in gomma. Nel frattempo, l'installazione interna (e la manutenzione) sembra più comoda se si realizzano due coperchi sul contenitore – uno superiore e uno inferiore.

Esempio di realizzazione del coperchio su un serbatoio utilizzato come bollitore a riscaldamento indiretto. La tenuta è ottenuta mediante una guarnizione e un fissaggio a bulloni lungo tutta la circonferenza.

Dopo aver installato il coperchio sul serbatoio del bollitore, il problema del montaggio della serpentina all'interno del serbatoio scompare da solo. Ora è sufficiente praticare due fori sul corpo del serbatoio, orientandoli in base alla posizione delle estremità del tubo della spirale. Il diametro dei fori deve corrispondere al diametro della parte filettata dei raccordi con un margine di 1-2 mm.

Le parti filettate dei raccordi vengono inserite nei fori, dopo aver posizionato le guarnizioni di tenuta. Quindi, dal lato esterno della parete del serbatoio, si avvitano i raccordi opposti e si serra saldamente il collegamento.

Con questo fissaggio la spirale riscaldante è abbastanza stabile, ma è necessario realizzare supporti aggiuntivi. Il flusso del fluido termovettore sotto pressione all'interno del tubo è spesso accompagnato da vibrazioni. I supporti aggiuntivi compenseranno questo difetto.

Variante di passaggio dai tubi della serpentina dello scaldacqua alle linee principali con il fluido termovettore dell'impianto di riscaldamento. I raccordi diritti fungono contemporaneamente da elementi di fissaggio.

Sul corpo dello scaldacqua a riscaldamento indiretto è inoltre necessario realizzare fori per il prelievo e lo scarico dell'acqua, pressare al loro interno brevi tubi di raccordo e montare sui tubi delle valvole di intercettazione. Volendo, si può dotare l'apparecchio di un termometro a lancetta.

Completato il montaggio di tutti i componenti, il corpo del recipiente viene rivestito esternamente con materiale isolante. A questo scopo si presta bene la lana minerale con rivestimento superiore in lamina.

Istruzioni per il collegamento e l'avvio del sistema

Per prima cosa, il bollitore a riscaldamento indiretto fatto in casa deve essere collegato alla rete di riscaldamento. Dove viene utilizzato un sistema di riscaldamento autonomo, il bollitore viene inserito nella rete della caldaia domestica.

Il collegamento meccanico viene effettuato con il coperchio del serbatoio dello scaldacqua aperto. Dopo il collegamento, è necessario aprire leggermente la valvola di intercettazione che collega la linea di ritorno del fluido termovettore e verificare l'assenza di perdite sia all'esterno che all'interno del dispositivo.

Prima di mettere in funzione completamente lo scaldacqua a riscaldamento indiretto autocostruito, si consiglia di effettuare una prova di tenuta del sistema. Nella foto – un modello di fabbrica.

Se non vengono rilevate perdite, si apre la linea di alimentazione del fluido termovettore. È necessario attendere un po' di tempo affinché la serpentina si riscaldi fino alla temperatura dell'impianto di riscaldamento. In modalità di riscaldamento completo, controllare nuovamente attentamente la serpentina e tutti i punti di giunzione per possibili perdite.

Se il controllo ha mostrato l'integrità del sistema, si chiude il coperchio del recipiente e si collegano le linee di alimentazione e prelievo dell'acqua riscaldata. Si testa il sistema in modalità di scambio termico reale.

Conclusioni e video utili sull'argomento

Una bombola del gas usata viene spesso utilizzata per la fabbricazione di dispositivi autocostruiti. Presentiamo un video su come realizzare uno scaldacqua a riscaldamento indiretto dal corpo di una bombola.

Qui è descritta solo una delle varianti possibili, tra quelle che esistono e vengono applicate con successo. Va notato che esistono molte varianti di costruzioni fai-da-te di scaldacqua a riscaldamento indiretto.

Ad esempio, al posto del serbatoio di accumulo cilindrico vengono utilizzati recipienti rettangolari. L'avvolgimento della spirale della serpentina non è a strato singolo ma multistrato. Il riscaldatore ad acqua viene integrato con una resistenza elettrica. Le idee progettuali non hanno limiti.

Desidera condividere la propria esperienza nella realizzazione di un bollitore a riscaldamento indiretto o informazioni utili sull'argomento? Scriva, per favore, i commenti nel blocco sottostante. Qui può anche fare domande, esprimere opinioni e caricare foto.