Мастер-класс по созданию электродного котла из подручных средств

Электрокотел – основной элемент автономной отопительной системы. Его можно купить или изготовить самостоятельно, что не так сложно, как кажется на первый взгляд. Прежде, чем рассказывать как сделать для отопления дома электрокотел своими руками, рассмотрим типы этих устройств и их принцип работы.

Типы устройств

Наибольшее распространение получили три типа конструкций:

  • электрокотлы, оборудованные ТЭНами;
  • индукционные устройства;
  • электродное оборудование.

Рассмотрим подробно каждый из перечисленных выше типов.

Оборудование с термоэлектрическими нагревателями (ТЭН)

Принцип работы такого котла практически такой же как у обычного электрического чайника. То есть, при помощи ТЭНов происходит нагрев теплоносителя (в его роли выступает вода), который циркулирует по отопительной системе. На рисунке показано упрощенное устройство таких установок.

Типы устройств

Упрощенная схема водяного электрокотла с ТЭНом

Обозначения:

  • А – модуль автоматического стравливания воздуха;
  • В – корпус теплообменника;
  • С – термоэлектрический нагреватель (ТЭН);
  • D – насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в системе;
  • Е – выходной патрубок;
  • F – входной патрубок.

Электрокотел такого типа, а также блок управления к нему (автоматика регулирующая работу ТЭНов), несложно сделать своими руками, чертежи и схемы будут представлены в последнем разделе статьи.

Заметим, что у подобных устройств имеется существенный недостаток, который проявляется в накоплении накипи на электронагревательных элементах. Из-за этого существенно снижается теплоотдача, что ведет к увеличению потребления электроэнергии.

Индукционные устройства

Индукционный котел нагревает теплоноситель, используя для этого такое явление, как электромагнитная индукция. По сути, это трансформатор, который имеет специальную конструкцию, показанную на рисунке.

Котел индукционного типа

Обозначения:

  • А – блок управления, например, термостат капиллярный;
  • В – коробка, закрывающая клеммы;
  • C – патрубок для поступления теплоносителя;
  • D – индукционная катушка (первичная обмотка);
  • E – теплообменники;
  • F – парубок для выхода теплоносителя.
Типы устройств

Первичная индукционная катушка размещается в отсеке, изолированном от теплоносителя. В качестве вторичной обмотки может использоваться трубопровод или короткозамкнутый сердечник, который нагревает воду (или другой теплоноситель), циркулирующую через него.

Характерные особенности индукционных нагревательных котлов:

  • отсутствие термоэлектрических нагревательных элементов существенно увеличивает КПД устройства;
  • применение высокочастотных токов повышает эффективность конструкции;
  • в процессе эксплуатации практически не возникает образование накипи;
  • подобные конструкции отличаются высокой степенью безопасности.

К факторам, сдерживающим широкое распространение индукционных котлов, следует отнести их  высокую стоимость (цена на аналоги других типов существенно ниже), помимо этого у таких устройств большие габариты.

Электродные установки

В моделях данного типа нагрев теплоносителя происходит за счет применения электролиза. Устройство такого электрокотла отображено на рисунке.

Простой экономный электродный нагреватель

Обозначения:

  • А – электрод, к которому подключается фаза;
  • B – электрод для подключения нулевого провода (соединен с корпусом трубы);
  • С – защитное заземление (подключается к корпусу);
  • D – корпус устройства.

Обратим внимание, что электроды такого устройства не играют роль нагревательных элементов. Нагрев теплоносителя происходит за счет процесса электролиза, то есть при прохождении через теплоноситель электроэнергии.

Типы устройств

На электродах практически не образуется осадок, поскольку их полярность регулярно изменяется с частотой 50 Гц.

Говоря о электродных котлах, следует отметить их небольшие размеры, а также плавный выход на необходимую мощность.

Что касается недостатков, то существенный из них —  использование в отопительной системе подготовленного теплоносителя с определенным удельным сопротивлением. Помимо этого в процессе эксплуатации электроды постепенно растворяются, что требует их регулярной замены.

Как сделать заземление

Заложить возле частного дома заземляющий контур – дело простое и очень полезное с точки зрения электробезопасности. Для монтажа отыщите 3 стальных стержня Ø16 мм длиной 2 м и полосу сечением 40 х 5 мм.

Отступив 3 м от стены здания, устраивайте заземление согласно пошаговой инструкции:

Как сделать заземление

По окончании сварочные швы и надземный участок полосы обработайте битумом, яму закопайте. Подробнее об устройстве заземления для электрокотла и домашней бытовой техники смотрите в видеоролике:

Виды электрокотлов

Все водяные системы отопления устроены однотипно. Вода, подогреваемая котлом, проходит по конструкции из труб и радиаторов, возвращается для нагрева. В электрокотле происходит преобразование энергии из электрической в тепловую, что и обеспечивает подогрев теплоносителя. Отвечает за этот процесс ТЭН.

Существует два вида установки трубчатого электронагревателя:

  1. Он может быть встроен в отопительную систему, что упрощает задачу. Такой электрокотел можно использовать в качестве основного прибора отопления или вспомогательного. Но, следует учесть, что для создания такого устройства требуется труба большего диаметра, чем те, что используются в отопительной системе. Для того чтобы в случае появления неисправностей, не пришлось вырезать электрокотел, его необходимо сделать съемным.
  2. Опытные специалисты считают, что более эффективным и целесообразным является создание агрегата, который находится отдельно от системы. Это позволяет производить необходимый ремонт, не нарушая ее целостность, обеспечивает лучшие условия для контроля над его работой. Такой вариант лучше подходит и для установки дополнительных датчиков, позволяющих повысить безопасность и эффективность отопительной системы. Кроме того, при необходимости замены устройства на котел, рассчитанный на другой вид топлива, его монтаж не вызовет проблем.
Читайте также:  Инфракрасные обогреватели промышленные потолочные

ТЭН нужно приобрести в готовом виде, выбирая мощность с учетом площади дома, пропускной способности системы. Для обогрева дома площадью до 50 кв. м. потребуется устройство мощностью 6 кВт, площадью до 80 кв. м. — 12 кВт. Можно использовать два ТЭНа, установленных параллельно.

Каким должен быть самодельный электродный котел

Устройство и принцип работы электродного электрического котла.

Построен данный котел может быть по-разному. Наиболее простым вариантом является установка ТЭНа в комплекс отопления. В таком случае необходимо, чтобы трубопровод, в котором будет размещен прибор, был довольно толстым. Трубу подбирают в зависимости от размера нагревательного компонента.

Существует и другая вариация со съемной трубой. Это замечательное решение, которое может потребоваться в случае быстрой замены ТЭНа либо его срочной починки. Создание котла таким способом является более сложным, однако превосходная мобильность и универсальность комплекса все компенсируют.

Почему стоит выбирать электрический котел?

Проблема отопления загородного дома вполне решаема установкой самодельного электрического котла. Выбор в его пользу можно очень просто объяснить. Далеко не каждый поселок снабжается газом, в то время как электричество есть практически везде.

Если говорить о других видах топлива, то с ними могут возникать проблемы. Электроэнергия, в свою очередь, подается круглосуточно. Потребление газа, может, и обойдется дешевле, однако не настолько, чтобы полноценно исключать применение других видов топлива.

Более того, электрокотел для отопления является более дешевым, нежели стандартный заводской. Он получает питание от сети дома, чем обеспечивает довольно высокий уровень безопасности в сравнении его с прочими видами подобного оборудования. В работе он практически не производит шума, и его легко контролировать.

Помимо всего прочего, регистрация и оформление всех необходимых бумаг в случае с электрическим котлом происходит намного проще, чем в случае с другим отопительным оборудованием. Для этого необходимо куда меньше различных документов и согласований, чем, к примеру, для газового котла. Тем не менее не стоит забывать о том, что еще до начала работ по монтажу обязательно стоит согласовать ваш прибор со специализированной эксплуатационной организацией.

Достоинства электрокотла в частном доме

Сравнительная таблица средне-статистического потребления электроэнергии электродным и ТЭНовым электрическими котлами.

Наиболее важным преимуществом подобного устройства является его способность работать круглые сутки. Монтировав на него вспомогательное оборудование, вы обеспечите поддержку конкретного уровня температуры теплоносителя в комплексе, выставляемого при помощи регулятора.

Более того, такое устройство исключает риск возможного перегрева котла.

В итоге использование подобной автоматической системы значительно сэкономит потребляемое количество электроэнергии. Еще одно важное преимущество данного теплового устройства – это его сравнительно невысокая цена и высокая надежность.

Электрокотел не загрязняет окружающую среду вредными веществами и является экологически безопасным. В нем отсутствует открытый источник огня, а значит, и продукты сгорания. Ввиду этого он не нуждается в дополнительном оборудовании дымохода, что в разы упрощает его монтаж.

Ныне создать электрокотел самостоятельно можно весьма просто, экономя при этом денежные средства. Главное – подходить к процессу установки очень ответственно. Это вдвойне касается сварки труб, поскольку при некачественной работе может случиться утечка воды из комплекса и нарушиться изоляция. Если вы не обладаете достаточными навыками по сварке, то рациональнее будет обратиться за помощью к профессионалу.

Тем не менее если сборка самодельного котла вам под силу, то вы получите еще и безопасный аппарат, который будет достаточно долго приносить тепло в ваш дом.

О достоинствах

Электродный котёл РОМСТАР 2 смарт (комплект)

О достоинствах
  1. Главным достоинством ионных котлов является высокий КПД (до 98%), что объясняется относительной простотой работы прибора.
  2. Небольшие размеры позволяют использовать их даже в малогабаритных домах.
  3. У электродных котлов отсутствует «сухой ход». Жидкость является полноправным «участником» рабочего процесса, поэтому ее отсутствие не вызовет перегрев системы – только цепь разомкнется.
  4. Перепады напряжения в этом случае не страшны – если оно снизится, то прибор не отключится, он просто заработает с меньшей мощностью.
  5. Экономичность – еще одно достоинство электродных котлов.
  6. Наконец, они быстро достигают заданной температуры и так же быстро остывают, что позволяет эффективнее использовать автоматическое управление. Принцип действия

    Чертеж ионного электрокотла

О достоинствах

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях. Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным.

Технология изготовления. Инструкция

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

Технология изготовления. Инструкция
  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • железный тройник;
  • электродная изоляция (из полиамида);
  • нулевой провод;
  • муфта;
  • клеммы заземления;
  • труба соответствующих размеров из стали;
  • изоляция для клемм.
Читайте также:  "Умный дом" - управление отоплением загородного дома  

Обратите внимание! На подготовительном этапе следует изучить схему работы подобного оборудования.

Технология изготовления. Инструкция

Этап 2. Сборка ионного котла

Собираем котел Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

Технология изготовления. Инструкция

Собираем котел

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Технология изготовления. Инструкция

Собираем котел

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Технология изготовления. Инструкция

Чертеж ионного котла

Обратите внимание! Для монтажа электродов требуется тройник, посредством которого и будет происходить вход/выход теплоносителя.

Технология изготовления. Инструкция

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Технология изготовления. Инструкция

Детали для сборки котла

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Технология изготовления. Инструкция

Обратите внимание! Для большей надежности можно прикрепить второй болт, аналогичный первому.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Технология изготовления. Инструкция

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котла

Технология изготовления. Инструкция

Схема подключения котла На этом этапе обязателен монтаж таких элементов системы:

  • воздухоотводчики;
  • манометр;
  • предохранитель.
Технология изготовления. Инструкция

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Монтаж котла электродного

Технология изготовления. Инструкция

Монтаж котла электродного

Схема подключения

Технология изготовления. Инструкция

Сборка системы отопления

Сборка системы отопления

Технология изготовления. Инструкция

Сборка системы отопления

Полифосфатный фильтр Настройка электродного котла

Технология изготовления. Инструкция

Видео – Ионный котел своими руками

Другие важные моменты установки.

  1. Котел устанавливается исключительно вертикально, что объясняется только особенностями функционирования. Крепежные элементы должны быть отдельными.
  2. Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительность ионного котла существенно снизится.

    Промывка системы

    Средство для промывки

  3. Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
  4. Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
  5. Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводность рабочей жидкости.
  6. Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.
  7. От чугунных изделий следует отказаться вовсе, ведь примеси, содержащиеся в них в большом количестве, снизят производительность ионного котла. Также у таких батарей слишком большой объем, что повысит потребление электроэнергии.

    Установленный котел

Если вы еще не выбрали электрический котел

Выбор отопителя, действующего совместно с водяной системой обогрева, выполняется по мощности и принципу работы (от последнего зависит стоимость оборудования). С функциональностью у электрокотлов проблем нет – любая модель комплектуется блоком автоматики. К нему при желании подключаются различные периферийные устройства – погодные датчики, комнатные либо накладные термостаты и модули GSM для управления с мобильного телефона или через интернет.

После окончания работ мастера делают пометку в техническом паспорте изделия

Перед выбором и покупкой обогревательного прибора уточните, сколько электрической мощности выделено вашему жилищу управляющей компанией. Может статься, ее не хватит для индивидуального электрообогрева. Момент второй: однофазная сеть напряжением 220 вольт способна питать котлы, потребляющие до 12 кВт/ч включительно. Более мощные водонагревательные аппараты подключаются к трехфазной электросети 380 В.

Определение тепловой мощности

Данный показатель рассчитывается по стандартной формуле: вычислите отапливаемую площадь загородного дома или дачи, затем умножьте квадратуру на 0.1 кВт. Получите потребность в тепловой энергии, которую должен перекрыть электрокотел.

Читайте также:  Автономное отопление в квартире – варианты организации системы

Учтите ряд нюансов:

  • высота потолков комнат – до 3 м, иначе расчет ведется по объему помещений: кубатура умножается на 40 Вт;
  • теплогенератор нужно подбирать с минимальным запасом 20%;
  • если отопительный агрегат планируется использовать для обеспечения ГВС, запас должен составлять не менее 50%;Поделить квадратуру на 10 все равно что умножить на 0.1, результат одинаков
  • в северных регионах квадратура здания умножается на 0.2 кВт, в южных – кВт;
  • мощность котла, работающего только ночью и заряжающего теплоаккумулятор, принимается с двукратным запасом.

Пример. Небольшой домик 100 м² в среднем требует 100 х 0.1 = 10 кВт теплоты. Мощность электроотопительной установки – 10 х 1.2 (20%) = 12 кВт. Необходим нагрев воды на хозяйственные нужды – умножаем на коэффициент 1.5 и получаем 15 кВт.

Какой тип нагревателя лучше

Дальше нужно выбрать водогрейный аппарат по принципу работы. Какие виды бытовых электрокотлов можно купить:

  1. Традиционные, оснащенные трубчатыми электронагревателями (ТЭНами).
  2. Электродные, где подсоленный теплоноситель прогревается за счет прохождения тока через воду.
  3. Индукционные аппараты греют жидкость вихревыми токами Фуко, возникающими в металлическом сердечнике многовитковой катушки.

Электрическая мини-котельная с трубчатыми нагревателями (ТЭН), полностью укомплектованная оборудованием

  • громкие звуки включения от срабатывания контактора или магнитного пускателя;
  • постепенное вырождение солей в теплоносителе, снижающее эффективность нагрева, из-за чего воду в системе отопления придется подсаливать 1—2 раза в месяц;
  • электроаппарат стабильно работает с радиаторами, но плохо совместим с теплыми полами, где надо поддерживать невысокую температуру теплоносителя 35—50 °С.

Индукционные электрокотлы для отопления частного дома довольно дороги, причем к надежности аппаратов есть вопросы. Известны случаи перегорания фазы внутри катушки, мощность теплогенератора падала на треть. Устранить поломку весьма проблематично.

Индукционный отопитель греет воду металлическим сердечником, находящимся в вихревом поле катушки

Что представляет собой электрокотел?

Котел – это по сути металлический резервуар с тепловым электронагревательным элементом. Смастерить самодельный электрокотел для отопления просто. Главное владеть определенным уровнем знаний, иметь нужные материалы, инструменты и грамотно составить схему. Форма самодельного котла может быть произвольной. Чаще всего используют электрокотлы 220 в. Но иногда устанавливают и более мощные агрегаты. Например, электро котёл отопление 380 в позволит увеличить отапливаемую площадь.

Что представляет собой электрокотел?

Минусы отопления от электрического котла

Во-первых, нужно помнить о качестве электроснабжения: не секрет, что электричество время от времени в российских населённых пунктах отключается. Иногда надолго – чаще всего по причине обильных снегопадов, то есть зимой, то есть, когда отопление нужней всего.

Предлагаемые решения — источники бесперебойного питания (ИБП), способные обеспечить электрокотел надолго, не всем по карману, да и занимают они много места. Так что выход здесь с другой стороны: иметь «дежурный» котел или печь на ином виде топлива или дизельный генератор, от которого электрокотел будет работать всё время, пока доблестные электрики восстанавливают линии электропередач…

Во-вторых, нужно учесть регулярное повышение стоимости электроэнергии. К этому стоит добавить высокую изношенность электросетей.

Ещё одна «фишка», которую полезно знать. При питающем напряжении 220 В мощность котла будет ограничена 5 кВт (котел большей мощности поставить не разрешат). Пяти киловатт хватит для отопления дома примерно 6х6 м (если он построен из «традиционных» материалов: кирпича, бетона, шлакоблоков…). Для более мощных котлов нужно подводить трёхфазное напряжение 380 В, что тоже не так просто: кусается не только цена подключения и сопутствующих работ, но надо получить соответствующее разрешение.

По нормам на каждый дом положена мощность 10 кВт/час, больше можно получить только за дополнительные деньги. Дополнительная же плата может быть такой, что легче и дешевле будет подвести к дому газ.

Вот какие минусы нужно учесть, чтобы отопление от электрического котла не доставило неприятных сюрпризов.

Как изготовить электродный котел?

Данный тип электрокотлов в конструкции теплообменника располагает двумя электродами, на которые подается электричество, из-за чего создается разность потенциалов. Соли, которые содержаться в теплоносителе, делают его электрическим проводником. Электричество проходит через электролит с высоким сопротивлением из-за чего он нагревается. Номинальная мощность достигается буквально за пару минут.

Роль теплоносителя (электролита) в электродных котлах может выполнять свода, подготовленная особым способом, либо жидкость на основе этиленгликоля.

Достаточно просто самостоятельно собрать и нагреватель данного типа. Для этого под рукой необходимо иметь:

  • железную трубу, диаметром от 57 мм с толстыми стенками;
  • лист железа, толщиной больше 2 мм;
  • внутренний электрод диаметром 25 мм;
  • прокладки из паронита или резины и присоединительные клеммы.

Этапы сборки электродного котла:

После того как все неисправности найдены и ликвидированны, корпус необходимо покрыть эмалированной краской.

Исправная работа котла зависит от присутствия в воде, играющей роль теплоносителя, соды. Она добавляется для того чтобы повысить силу тока: данный показатель расчитывается делением мощности устройства на 220.