Электрокотлы своими руками

Преимущества и недостатки электрических отопительных котлов

Если сравнивать электрические конструкции с котлами, сжигающими топливо, то нельзя не отметить преимущества первых:

• простое, надёжное устройство;
• повышенная безопасность во время эксплуатации;
• нет необходимости в обустройстве дымоходов;
• электричество является наиболее доступным типом энергии;
• установку можно разместить в любом месте, нет необходимости в отдельном помещении;
• при изготовлении электрокотла требуется намного меньше материалов;
• владелец получает возможность точно отрегулировать температуру;
• высокий КПД — до 99%;
• срок службы отдельных отопительных установок превышает 30 лет;
• бесшумность и безопасность для окружающей среды;
• электрические отопительные приборы отлично поддаются автоматизации.

Что же касается недостатков, то на сегодняшний день он один — высокая стоимость электроэнергии. Тем не менее использование электрических силовых установок при отсутствии других вариантов или в качестве резервных источников тепла является не только оправданным, но и экономически обоснованным.

Сравнение параметров электрических отопительных котлов

Особенности изготовления газовых котлов

Теоретически сделать котел отопления газовый своими руками не представляет особой сложности для людей, которые умеют работать с металлом и имеют необходимые навыки и инструменты. Газовые котлы относятся к изделиям повышенной опасности, поэтому на
самодельные газовые котлы отопления нужно получить разрешение для установки в газовой службе, для которого необходим сертификат на изделие.

Следует учитывать, что получение сертификата дело довольно затратное и малейшее отклонение от установленных норм и правил ведет к отказу. Стоит ли рисковать? К тому же современными СНИиП изготовление своими руками котлов отопления работающих на газе запрещено!

Важные правила

Основное правило при изготовлении и эксплуатации электрокотла – это безопасность. При небрежном обращении с электроприборами как самодельного, так и заводского изготовления возможно поражение электрическим током, а также возгорание при возникновении короткого замыкания.

Для того чтобы минимизировать вероятность удара током, котёл необходимо правильно заземлить. Электрокотёл является прибором высокой мощности, поэтому для безопасной его эксплуатации питание прибора следует производить по отдельно выделенному контуру электропроводки, который оснащён предохранителями.

Перед тем как приступать к изготовлению котла собственными руками, необходимо правильно рассчитать мощность нагревательного элемента. Произвести расчёты не составит большого труда.

На один квадратный метр отапливаемой площади требуется не менее 100 Вт затраченной энергии на обогрев. Если строение хорошо утеплено, то для дома общей площадью 40 м2, потребуется приобрести ТЭН мощностью 4 кВт.

Монтаж ионного обогревателя

Электродные котлы отопления своими руками собирают с учётом остальных элементов обогрева. Для этого следует выработать последовательность действий и устанавливать устройства один за одним. Котёл не устанавливают отдельно, а интегрируют в систему.

Следует подготовить материалы и устанавливать обогреватель последовательно

Порядок работ:

1. Определяют тип схемы отопления — одноконтурная или двух, с подогревом воды для хозяйственных нужд. Выбирают и устанавливают подходящие радиаторы.
2. Собирают котёл, присоединяют его к магистрали.
3. Наблюдают за работой устройства в тестовом режиме. Смотрят, чтобы характеристики устройства поддерживались на требуемом уровне.
4. Автоматизируют работу котла.

Необходимо придерживаться данной последовательности работ. Первым устройство обогрева не нужно собирать, поскольку не получится протестировать работу магистрали теплоносителя. Начинают работу с создания чертежей электродного котла своими руками.

Порядок сборки электродного котла:

На стальную трубу, которая будет выступать в роли корпуса устройства, навинчивают муфту с одной стороны, а тройник — с другой. Закручивают туго, чтобы в дальнейшем избежать протеканий теплоносителя. Через тройник жидкость будет поступать из котла в систему, и наоборот.
С торца тройника в корпус вставляют электрод

Важно не допустить контакта между ним и корпусом. Фиксируют электрод заглушкой от радиатора

Он должен стоять неподвижно. Для этого фиксацию выполняют гайкой. Изолятор ещё играет герметизирующую роль. Если подходящего материала нет, то лучше за изготовлением детали обратиться к профессионалам.
Заливают в собранный корпус немного жидкости и проверяют надёжность соединений. Протечек быть не должно. При наличии таковых уплотнители подгоняют. Если протечек нет, то воду выливают.
К корпусу котла приваривают 2 стальных болта. Оптимальный выбор М8 и М10. Они нужны для подключения проводов — заземления и нулевого. Гайки следует покрыть изолятором, чтобы избежать поражения током во время эксплуатации.
Проводят монтаж устройства в систему отопления.

Это важно: нормы и требования при установке котлов отопления в частном доме.

В целях безопасности котёл оснащают дополнительными элементами. При работе из жидкости выделяется электролизный газ, поэтому его следует удалять из системы. Для этого потребуются:

• клапаны удаления воздуха, автоматические;
• предохранительный клапан;
• манометр, который позволит контролировать мощность устройства;
• расширительный бак;
• запорная арматура.

Советы от профессионалов

Установку устройства сделать может каждый, но важно выполнить работу качественно. При этом следует соблюдать ряд правил

Это позволит избежать проблем в работе устройства.

Электродиодный котел должен устанавливаться только в вертикальном положении

Полезные сведения:

1. Электродный котёл устанавливают только в вертикальном положении. Безопасность эксплуатации обеспечивают отдельным креплением устройства к стене, независимо от остальной системы.
2. Для заземления используют медный провод диаметром 0,4 мм. Сопротивление не должно превышать 4 Ом.
3. Нулевую клемму размещают в нижней части котла. Так удобнее крепить провод заземления.
4. Проводя монтаж ионного котла в эксплуатируемую ранее магистраль отопления, следует провести её очистку. Для этого применяют специальные средства для электродных отопительных систем.

Указанные приёмы выработаны в ходе многолетней практики специалистами. Нежелательно повторять ошибки, чтобы потом переделывать систему

Хозяева, принимая во внимание советы, не затратят дополнительного времени на оптимизацию работы устройства

Самодельные электрические котлы отопления

Обладая навыками работы с металлом, имея необходимый материал и инструмент легче всего изготовить самодельные электрокотлы – электродные или ТЭНовые. Если в качестве преобразователя электроэнергии применен ТЭН, то нужно изготовить или подобрать корпус из стали, в которые он будет установлен. Все остальные комплектующие – регуляторы, датчики, термостат, насос и расширительный бак приобретаются отдельно в специализированных магазинах. Электрические котлы можно использовать в закрытых или открытых системах отопления.

Что нужно и как сделать электрокотел отопления своими руками 220в эффективным и надежным?

Нужна емкость из стали, в которую помещаются один или несколько ТЭНов в соответствии с чертежами или эскизами на создаваемое изделие. Еще на этапе проекта на котлы отопления своими руками чертежи должны предусматривать возможность оперативной и легкой замены сгоревшего ТЭНа. Например, корпус можно изготовить из стальной трубы диаметром 220 мм с длиной корпуса около 0,5 м. К торцам трубы привариваются фланцы с патрубками подачи и «обратки» и посадочными местами, в которые устанавливаются ТЭНы. Циркуляционный насос, расширительный бак и датчик давления присоединяются к обратке.

Особенности электропитания электрических котлов

ТЭНы потребляют значительную мощность, обычно более 3 кВт. Поэтому для электрических котлов нужно создать отдельную линию электропитания. Для агрегатов мощностью до 6 кВт применяется однофазная сеть, а при больших значениях мощности необходима трехфазная сеть. Если снабдить самодельный котел отопления ТЭНом с терморегулятором и подключить его через защиту УЗО, то это идеальный вариант. При установке обычных ТЭНов термостат приобретается и устанавливается отдельно.

Электродные котлы отопления

Котлы этого типа подкупают чрезвычайной простотой. Он представляет собой емкость, в которой установлен электрод, вторым электродом служит корпус котла. В емкость вварены два патрубка – подачи и обратки, через которые электродный котел присоединяется к отопительной системе. КПД электродных котлов близок, как и у других типов электрокотлов, к 100% и его реальная величина – 98%. Известный электродный котел «Скорпион» объект жарких дискуссий. Мнения чрезвычайно разнообразные, от чрезмерного восхищения до полного отрицания применения для контуров отопления.

Считается, что электродные котлы были спроектированы для отопления подводных лодок. И действительно, изготовление котлов отопления требует минимума материалов, морская вода с растворенными солями – отличный теплоноситель, а корпус подводной лодки, с которым соединена система отопления, является идеальным заземлением. На первый взгляд – это отличный контур отопления, но можно ли его применить для отопления жилищ и как сделать электрокотел отопления своими руками, повторив устройство котла «Скорпион»?

Электродный котел Скорпион

В электродных котлах теплоноситель нагревает ток, проходящий между двумя электродами котла. Если в систему залить дистиллированную воду, то электродный котел работать не будет. В продаже имеется специальный солевой раствор для электродных котлов с удельной проводимостью порядка 150 ом/см. Конструкция агрегата настолько проста, что сделать электрокотел Скорпион своими руками, при наличии необходимых навыков, довольно просто.

К этой трубе привариваются два патрубка для подключения к системе отопления. Внутри прибора находится изолированный от корпуса электрод. Корпус котла играет роль второго электрода, к нему подключается нулевой провод и защитное заземление.

Недостатки электродных котлов

Основной недостаток электродных котлов – необходимость применения солевых растворов, которые неблагоприятно сказываются на батареях и трубопроводах отопления. Система отопления в течение нескольких лет может потребовать полной замены радиаторов, особенно алюминиевых (более подробную информацию о которых вы прочитаете здесь), и трубопроводов. Циркуляционные насосы, которые рассчитаны на работу с антифризом или чистой водой подвергаются большой опасности. Второй огромный недостаток – электродные котлы требуют идеального защитного заземления корпуса, иначе они представляют огромную опасность поражения электротоком. В зарубежных странах продавать и устанавливать подобное оборудование запрещено!

Порядок сборки котла с ТЭНами своими реками

Перед тем, как сделать электрический котел своими руками, стоит позаботиться о наличии надежной линии электропитания. К обычным сетям с напряжением в 220 V и частотой в 50 Гц можно подключать лишь оборудование мощностью не более 6 кВт. Если требуется более мощный котел, для него нужно сделать трехфазную разводку и отдельный ввод.

Итак, начинаем сборку самодельного электрического котла отопления из трубы сечением 159 мм с толщиной стенки в 10 мм. Эта труба послужит корпусом котла. Для него понадобится либо изготовленная в заводских условиях полусфера сечением 159 мм и толщиной 10 мм, либо листовой металл с толщиной от 8 мм аналогичного сечения.

Свод котла, в который впоследствии будут врезаны нагревательные элементы, можно изготовить из швеллера толщиной 8 мм.

В купол котла врезаем муфту сечением ¾ дюйма. В эту муфту мы будем вкручивать сливной вентиль. Кроме того, понадобится 2 патрубка сечением 1 дюйм для притока и обратки. Резьбу на патрубках можно делать как внутреннюю, так и внешнюю. Все зависит от того, с какой вам удобнее работать.

Обратите внимание, что резьбу на патрубках и переходниках желательно нарезать сразу.

Подготовленные патрубки с резьбой, такой же, как и на ТЭНах, нужно сразу вкрутить в переходники. Это нужно, чтобы резьба во время приваривания к своду не повредилась. Для разметки мест врезки нагревательных элементов внешний диаметр трубы нужно разбить на 6 равных секторов по размеру радиуса. Затем чертим три одинаковых сектора строго под углом 120°.

На следующем этапе приступаем к резке. Закончив с разметкой, с помощью плазменного резака вырезаем отверстия под патрубки для ТЭНов. Их резку следует выполнять только по внешнему контуру. Со всеми остальными патрубками это не имеет принципиального значения.

Приступаем к сварочным работам. Патрубки сперва перехватываем в нескольких точках, чтобы их не повело. Затем проверяем точность расположения, при необходимости слегка простукиваем молотком, а затем выполняем сплошной шов

Важно, чтобы переходники для ТЭНов в электрокотле для отопления своими руками выступали над поверхностью свода котла на 1 см.

Далее необходимо убедиться, что нагревательные элементы полностью поместятся внутри корпуса электрокотла. Поэтому после наложения сплошного шва необходимо вкрутить ТЭНы в переходники.

Приступаем к вырезанию свода из швеллера. В его центре делаем отверстие для патрубка воздушного клапана, после чего привариваем сам патрубок. Сбоку делаем отверстие для термодатчика и также привариваем патрубок под него.

Все выступы, заусенцы и остатки сварочных работ необходимо тщательно зачистить с помощью болгарки. Внутренняя поверхность площадки свода должна быть идеально ровной. Патрубки для установки ТЭНов будут выступать лишь с внешней стороны на 1 см.

У нас получился довольно мощный электрокотел своими руками с 3 ТЭНами. Если вам нужен агрегат попроще, по такому же принципу его можно собрать на 1 или 2 ТЭНа.

Особенности и применение электрокотлов

Надежность электрических обогревателей объясняется просто – в них нет механических составляющих, потому ломаться тут в принципе нечему. Конструкция дополняется регуляторами температуры, что позволяет быстро настраивать приборы на режим прогрева – убавлять или прибавлять мощность в зависимости от погоды за окном.

Что касается экономичности, то правильно сделанный самодельный электрический котел способен прогреть комнаты в 30 м3 всего за 4 кВт/сутки. Это очень хороший и невысокий показатель. Еще один способ экономии – установка двухтарифных счетчиков и запуск оборудования в работу в ночное время, когда цена энергоносителя значительно ниже.

Немного о преимуществах:

1. Отсутствие вредных выбросов. Электроприборы не выделяют газ, продукты горения и другие токсичные вещества, поэтому нет ограничений по зоне монтажа.
2. Для формирования отопительной сети не придется получать разрешение. Единственное, что потребуется, наличие мощной электросети или проводка отдельного питающего кабеля от щитка.
3. Универсальность. В зависимости от показателей мощности, производительности, агрегаты применяется в качестве основного или резервного источника тепла.
4. Компактность. В среднем котел с питанием от розетки в 220 В и весом до 22 кг без труда прогреет помещение до 400 м3.

Минусы в полной энергозависимости устройства – при отключении электричества оборудование в работу не запустится. Но этот недостаток нивелируется наличием генератора.

Схема подключения к отопительной сети

Для нормальной эксплуатации потребуется установка циркуляционного насоса, расширительного бака, специального фильтра и блока автоматики. Чаще всего используются 3 типовых схемы включения электрокотла в отопительный контур.

Стандартная или последовательная

Самая распространённая принципиальная схема, в которой теплоноситель подаётся сверху вниз при помощи насоса. Позволяет подключать большое количество радиаторов отопления.

Принципиальная схема подключения котла является самой распространённой

Параллельная схема

Хорошо подойдёт небольшим помещениям с 1–2 секциями батарей. Циркуляция жидкости в таком контуре возможна самотёком за счёт конвекции. Также может быть подключён второй котёл или центральное отопление.

1 – котёл, 2 – радиаторы системы отопления, 3 – расширительный бак; 4 – кран заполнения/подпитки системы из водопровода

Подключение тёплого пола

В домах с центральным или газовым отоплением электродные котлы малой мощности используют для обогрева пола. Такой пол дольше сохраняет тепло и делает микроклимат в помещении мягче, чем при использовании инфракрасных обогревателей.

Подключить тёплый пол к котлу можно самостоятельно

Нагрев воды в системе горячего водоснабжения предполагает применение специальных 2-х контурных котлов, которые могут быть также подключены к общей отопительной системе.

Перед началом работ на чертеже необходимо указать количество контуров, места расположения радиаторов отопления и общее количество труб, места установки насосов и фильтров. Предусмотреть краны для слива воды и заправки жидкости в контур.

Плюсы и минусы

Несмотря на то, что такие котлы появились относительно недавно, информации по их использованию достаточно. Кроме простоты конструкции, ионные котлы обладают и другими плюсами:

• КПД достигает рекордных 99%, другие системы имеют меньший коэффициент в силу особенностей своего устройства;
• Экономичнее других нагревательных устройств на 15–20% при аналогичной выделяемой мощности;
• Не зависит от перепадов напряжения, будет греть даже при сильном его падении, но с меньшей эффективностью;
• Не боятся утечки жидкости, при включении «на сухую» перегрева не произойдёт из-за невозможности процесса нагрева без электролита;
• Бесшумность работы;
• Компактные размеры устройства.

К сожалению, недостатки у ионных котлов тоже есть:

• Система отопления склонна к накоплению статического электричества и поражению электрическим током, поэтому качественное заземление обязательно;
• Теплоноситель должен иметь определённые показатели сопротивления, простая вода из крана не подходит;
• Необходимость установки электронного блока управления и термодатчиков для контроля за постоянной температурой;
• Потребление электроэнергии и стоимость 1 ккал выше, чем у твердотопливных или газовых котлов;
• Потребуется использовать специальные радиаторы отопления.

Основные варианты современных электрокотлов

Существует не один вариант конструкции котла для электрического отопления. Самым простым является встроенный ТЭН

Необходимо обратить внимание на трубу, куда монтируется ТЭН. Она обязательно должна быть категории съемной, что касается диаметра, то лучше, если он будет больше, чем иные подобные элементы

Съемная труба требуется для осуществления работ, связанных с ремонтом, если ТЭН выйдет из строя. Кроме того, труба, которая имеет встроенный ТЭН, может быть отнесена к категории особых компактных котлов. Стоит отметить, что данная система отличается высокими показателями эффективности.

Важно! По этой причине рекомендуется избежать всех ненужных расходов, но всеми возможными методами добиться использования всей системы в целом. Можно просто выполнить небольшой по размеру стоящий отдельно котел

Оборудование такого плана можно произвести из специальной, выполненной из стали трубы. Здесь, чем котел меньше по размерам, чем более эффективно он будет осуществлять свою работу. Нет необходимости нагревать лишнюю воду и соответственно тратить большое количество киловатт энергии.

Для эффективного обогрева относительно небольшого по площади дома из двух-трех комнат, достаточно взять элемент трубы, диаметр которой равен 220 мм, а показатели длины должны составлять всего половину метра.

С двух сторон труба должна быть герметично заварена специальными крышками из стали. При этом в верхнем элементе необходимо сделать специальное отверстие, которое будет предназначено для присоединения отводной трубы. По данной трубе будет осуществляться передвижение горячей воды к установленным радиаторам. В нижнем элементе построенного котла, с одной из его сторон проделывается точно такое же отверстие, потом туда будет присоединяться труба, но уже с прохладной водой.

Для подобной конструкции можно задействовать ТЭН, с параметрами мощности в 1 Квт. Он осуществляет обогрев от стандартной сети в 220 Вольт. Что касается самого ТЭНа, то его можно быстро инсталлировать в расположенную снизу крышку нового котла или с одной их боковых сторон. Главное чтобы это была сторона, находящаяся на другой стороне патрубка, в нее обычно поступает уже холодная вода.

Важно! Электрокотел такого плана в состоянии работать круглосуточно. Если произвести установку в его конструкции дополнительного автоматического оборудования, можно будет вполне спокойно поддерживать требуемый температурный режим

Кстати, он обычно выставляется посредством специального регулятора.

Установка регулятора обязательна, так как именно он в состоянии эффективно защитить оборудование от перегрева. Кроме того, монтированная автоматика предоставляет оптимальную возможность экономить материальные средства на общем количестве потребляемой энергии.

Проведение сборки

Для такого котла потребуется заземление, а вот нулевой кабель должен подаваться на наружную трубу

Важно помнить, что фаза должна подаваться на электроды. Заранее подготовленную трубу, длина которой составляет 25 см, а диаметр находится в пределах от 8 до 10 см, необходимо задействовать первой

С одной стороны располагаются электроды, с другой устанавливается муфта для подключения к магистрали. Для установки электродов необходимо использовать тройник, который позволит обеспечить вход и выход теплоносителя. Возле электрода нужно расположить изолятор, который будет выполнять еще одну функцию – герметизировать котел.

Для изолятора необходимо использовать термоустойчивый пластик. Для прибора важна не только герметичность, но и возможность резьбового соединения тройника и электрода. К корпусу следует приварить большой болт, к которому фиксируется нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Если вы хотите повысить надежность, то можно зафиксировать еще и второй болт, используя такую же технологию, как и в случае с первым. Как только будет осуществлено подключение к отопительной системе с использованием муфты, необходимо скрыть оборудование с помощью декоративного покрытия. Она используется не только для эстетики, но и для обеспечения безопасности, а именно защиты человека от поражения током

Не стоит пренебрегать этим этапом, важно ограничить доступ к генератору

Собираем электрокотел своими руками

Если вы собираетесь сделать электрокотел своими руками, чертежи и принципы работы вы найдете в нашем обзоре. Перед сборкой следует удостовериться в наличии необходимых инструментов и оборудования. Для начала разберемся в принципах работы электродных котлов – ничего сложного в них нет, технология простая и проверенная.

Принцип работы ТЭНового котла довольно прост, ТЭН нагревает воду которая соприкасается с ним напрямую.

В классических электрических котлах нагрев теплоносителя осуществляется с помощью ТЭНов с терморегулятором или без. Нагревательные элементы обладают некоторой медлительностью – от включения до выхода на рабочий режим проходит много времени. К тому же, они небезопасны, так как по их вине нередко происходят пожары. В стандартных котлах ТЭНы располагаются внутри трубы небольшого диаметра, по которой проходит теплоноситель – он разогревается и нагревает отопительную систему.

Также в конструкции ТЭНовых котлов присутствуют температурные датчики, определяющие степень нагрева теплоносителя – по ним выполняется регулировки. Возможен и другой способ контроля, по воздушному температурному датчику. Подсоединяются оба вида датчиков к внешним системам автоматики, отвечающим за пуск и остановку оборудования.

Описание принципа работы

Принцип работы электродных котлов другой:

Электродные котлы нагревают воду за счет ионов, образовавшихся в воде в результате подачи на электроды переменного тока.

• Вместо ТЭНов в трубе располагаются один или три электрода (для однофазных или трехфазных котлов);
• При подаче электроэнергии в трубе начинается ионный обмен;
• Теплоноситель разогревается и передает тепло в трубы и радиаторы.

Многим из читателей знаком армейский кипятильник, состоящий из двух лезвий для бритья и двух проводов. Он быстро согревает воду, после чего она используется для заварки чая и прочих пищевых нужд. Но этот кипятильник потребляет огромное количество электроэнергии – его эксплуатация часто приводит к срабатыванию УЗО в щитке. Аналогичный принцип используется в электродных котлах.

Для того чтобы электродный котел работал более эффективно, в теплоноситель добавляют соль, соду или специальные присадки. Они увеличивают электропроводность воды и улучшают прогрев системы.

Сборка электродного котла

Схема простого электродного котла для систем отопления.

Теперь мы попробуем собрать электрокотел для отопления дома своими руками. При указанных размерах используемой трубы мы получим устройство, мощность которого составит около 4-5 кВт – этого хватит для обогрева помещений площадью до 40-50 кв. м. Берем трубу и приступаем к ее осмотру – она должна быть целой, без трещин и следов ржавчины. При наличии ржавчины ее следует удалить мелкой наждачной бумагой.

Привариваем к трубе два болта – к ним будут подключаться ноль и заземление. Таким образом, корпус трубы станет у нас наружным электродом. Далее ввариваем входные и выходные патрубки – они послужат для подключения к отопительной системе. Входной патрубок располагается снизу, а выходной патрубок выводим сверху. Верхнюю крышку можно приварить, а можно выполнить в трубе внутреннюю резьбу и сделать крышку съемной.

Съемная верхняя крышка обеспечит удобство проведения технического обслуживания котла – вполне вероятно, что в будущем его придется прочищать от накопившихся солей и шлаков. Если неохота связываться со съемными крышками, то вы можете их приварить.

При сборке электродного котла будьте внимательны, не допустите соприкосновения электродов между собой.

Самое сложное – сделать нижнюю крышку и вставить в нее электрод. Мы рекомендуем делать крышку съемной, чтобы электрод можно было легко вытащить и поменять. Внутренний электрод не должен соприкасаться с внутренними стенами и самой крышкой. Для создания изоляции следует воспользоваться готовыми изоляторами из стеклотекстолита или фторопласта. Процедура может показаться трудоемкой, но если у сборщика есть «прямые руки», то он справится с данной задачей.

Обе крышки, верхнюю и нижнюю, следует герметизировать резиновыми прокладками. Длина внутреннего электрода должна быть такой, чтобы он не касался противоположной стенки (она же верхняя крышка).

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin