Электродный котел своими руками: устройство и принцип работы

Изготовление электродного котла своими руками

Для сборки ионного котла своими руками необходимы: труба, электрод, металл каленный.

Если вы ознакомились с принципом работы ионных котлов, а также особенностями их эксплуатации, и по-прежнему желаете изготовить его своими руками, то вам понадобятся:

• сварочный аппарат и навыки работы с ним;
• стальная труба необходимых размеров;
• электрод или группа электродов;
• клеммы нулевого провода и заземления;
• изоляторы для клемм и электродов;
• муфта и металлический тройник
• желание и упорство в достижении конечной цели.

Перед началом сборки котла своими руками стоит обратить внимание на несколько важных моментов. Во-первых, котел должен быть обязательно заземлен

Во-вторых, нулевой провод из розетки подается исключительно на внешнюю трубу. И в-третьих, фаза должна подаваться исключительно на электрод.

Технология сборки котла своими руками довольно проста. Внутрь стальной трубы длиной около 250 мм и диаметром в пределах 50-100 мм вставляется с одной стороны посредством тройника электрод или блок электродов. Через тройник будет осуществляться вход или выход теплоносителя. Другая сторона трубы оснащается муфтой для подключения трубы отопления.

Между тройником и электродом размещается изолятор, который кроме того обеспечит герметичность котла. Изолятор выполняется из любого подходящего термостойкого пластика. Так как необходимо обеспечить герметичность и при этом возможность резьбового соединения с тройником и электродом, то изолятор лучше заказать в токарной мастерской, чтобы выдержать все конструктивные размеры.

На корпус котла приваривается болт, к которому крепится клемма нулевого провода и заземление. Возможна подстраховка еще одним болтом. Всю конструкцию можно скрыть под декоративным покрытием, которое также послужит дополнительной гарантией отсутствия ударов током. Ограничение доступа к котлу является первоочередной и наиважнейшей задачей для соблюдения техники безопасности.

Принцип работы самодельного электродного котла

Жидкость, налитая в «стакан», в нашем случае это вода, начинает через время кипеть. Пар, который постепенно образуется, начнет подниматься по трубе и отдавать тепло, превращаясь в воду. Вода же будет стекать вниз по наклоненной трубе и медленно оказываться в «стакане». Потом цикл будет начинаться снова.

Высокий уровень экономичности такого отопления при больших объемах обогрева позволяет делать их небольшого размера, что является еще одним преимуществом.

Если нужно обогреть большой объем помещений, то можно создать несколько электродных котлов в различном порядке для получения нужных характеристик на выходе. Дополнительный плюс в том, что такие котлы можно монтировать и устанавливать без получения на это специального разрешения.

Получение оборудования высокой экономичности в процессе производства тепла — это только одна из целей обогрева помещений в зимнее время года. Другая сторона проблемы — это небольшой расход тепла на получение комфортного микроклимата в помещениях разного типа и назначения

Важно также позаботиться о теплоизоляции дома или квартиры, и о соблюдении энергосберегающих технологий конструкций при строительстве дома в целом

Преимущества и недостатки ионных котлов

График сравнения КПД электродного и ТЭНового котла.

Преимуществом электродных котлов перед электрическими является то, что:

• они имеют высокий показатель КПД (достигает 95-98%). Столь высокий показатель объясняется простотой устройства и принципом нагрева теплоносителя;
• они не имеют так называемого «сухого хода». Теплоноситель является полноценным участником электрической цепи, что исключает перегрев при его отсутствии. Если вода уйдет из системы, то цепь попросту разомкнется безо всяких негативных последствий;
• они весьма экономичны, так как при температуре теплоносителя ниже 75°С, как уже говорилось ранее, расход энергии минимален. Поэтому, если вас утраивает обогрев помещения радиаторами с температурой теплоносителя ниже этой отметки, то экономия электроэнергии становится ощутимой;
• они быстрее, по сравнению с обычными электрическими котлами, достигают рабочих температур и так же быстро остывают, что положительно сказывается на применении автоматической системы управления;
• они не страдают от перепадов напряжения. Если напряжение в сети упало, котел лишь будет работать с меньшей мощностью, но не отключится совсем;
• они имеют гораздо меньшие габариты для оптимального использования их в частных домах и на дачах.

Однако кроме плюсов, электродные котлы имеют и свои минусы:

График потребления электроэнергии электродным котлом и сезонные колебания температур.

• ионные котлы работают только с переменными источниками питания, так как при постоянном токе происходит электролиз воды. Поэтому такие котлы не могут работать от аварийных систем электроэнергии, например от аккумуляторов;
• электродные системы требовательны к качеству теплоносителя. Чем ниже проводимость теплоносителя, тем ниже мощность котла. Кроме того, мощность котла снижается при образовании накипи;
• при установке котла обязательно его заземление, так как риск поражения электрическим током при пробое изолятора существенно выше, чем у тэновых котлов;
• как уже упоминалось ранее, не стоит разогревать теплоноситель выше 75°С, так как это приведет к повышенному энергопотреблению;
• попадание воздуха в камеру, где происходит нагрев воды, приводит к ускорению коррозионных процессов;
• нельзя использовать воду из одноконтурной системы отопления с ионным котлом, так как она насыщена свободными ионами;
• необходимо обладать знаниями в области электрики, чтобы учитывать особенности электропроводности воды. Эти знания необходимы для контроля эксплуатации котла.

3 Основные плюсы

Электродный электрокотел для отопления — это хороший способ обеспечить помещение постоянным источником тепла и при этом сократить расходы на обслуживание недешевого оборудования. Значительным плюсом системы является не только комфортный микроклимат, но и минимальный расход энергетических ресурсов.

При этом электродным приборам свойственны и такие преимущества:

1. 1. Высокая эффективность и скорость нагревания. Жидкость, которая оказывается в резервуаре котла, прогревается в течение нескольких секунд, при этом в полном объеме. Отсутствие неуправляемой инерции гарантирует высочайший показатель КПД, который достигает 98%.
2. 2. Большой срок службы. Постоянное взаимодействие электродов и жидкости не вызывает появление накипи. В результате срок эксплуатации оборудования существенно растет, а вероятность поломок снижается. Подобная особенность обеспечивается постоянной сменной полярности со скоростью до 50 раз в секунду.
3. 3. Эргономичные размеры. Применение особого принципа работы позволяет изготавливать компактные установки, которые намного меньше по габаритам моделей с ТЭНами. Из-за небольшого веса и компактных размеров такие изделия становятся удобными в использовании, причем даже в ограниченном пространстве. Для них необязательно обустраивать просторные котельные или выделять дополнительную комнату.
4. 4. Поддержка полной автоматизации. На внешней панели расположен специальный блок цифровой настройки, который автоматически меняет интенсивность работы, позволяя достичь максимальной экономии энергетических ресурсов. По заявлениям специалистов, поддержка автоматизации гарантирует до 40% экономии электричества.
5. 5. Пожаробезопасность. При нарушении герметизации или утечке воды не нужно бояться воспламенений из-за электрического воздействия. Без теплоносителя ток не будет перемещаться, поэтому котел перестанет работать.
6. 6. Отсутствие шума при работе. Еще одним важным плюсом электродного оборудования является бесшумность. Из-за отсутствия звуковых колебаний установка работает очень тихо и сбалансировано.
7. 7. Экологичность. Как известно, принцип работы электродных котлов основан на применении электрической энергии. Это значит, что любые вредные выбросы полностью отсутствуют, при этом нет необходимости покупать топливо.

Последствия электролиза, прямого действия тока

В процессе работы гидролизного раствора, происходит распад воды на водород, кислород, ведет к образованию воздушных пробок. Не дает жидкости нормально циркулировать внутри системы.

Некоторые пользователи обнаружили на алюминиевых радиаторах следы коррозии — следствие электрохимического воздействия.

Если установить в систему отопления чугунные радиаторы, качество теплоносителя изменится в худшую сторону. Из пор чугуна дистиллированная вода вымывает примеси. Электродный котел требует установки биметаллических конструкций.

Жидкость в системе находится под постоянным воздействием тока, установка заземления обязательна. Процесс сложный, не на всех видах отопительной системы возможно.

На стальную трубу можно установить хомут, если система состоит из чугунных радиаторов и пластиковых труб — процесс практически не решаемый.

Как будет работать котел

Сначала полученный «стакан» наполняется жидкостью, скорее всего, вы будете использовать обычную воду. По прошествии некоторого времени вода начнет кипеть. При этом будет образовываться пар, он поднимется вверх по трубопроводу, отдаст свое тепло отопительным приборам и снова превратится в обычную жидкость. Вода, в свою очередь, будет стекать по специально установленной трубе под уклоном, после чего обратно переместится в «стакан». Цикл будет повторяться вновь и вновь, не прекращаясь.

Невзирая на то, какие объемы необходимо обогреть, электродный котел своими руками все равно будет экономически выгодным достоянием. Все это позволяет изготавливать котел незначительных габаритов, что можно назвать еще одним достоинством подобной конструкции.

Если ваша цель – обогревать помещение большого объема, то таких котлов вы можете сделать сразу несколько, разместить их в удобных вам местах в произвольном порядке, благодаря чему получается необходимая температура теплоносителя на выходе. Еще одним достоинством можно считать то, что на изготовление ионных котлов, равно как и на их монтаж и эксплуатацию, не нужно получать никаких разрешений.

Итак, что мы в итоге получаем – максимально экономичное оборудование, имеющее высокую эффективность при создании тепловой энергии. Разве это не то, что нам всем нужно для качественного обогрева дома в зимнее время года? Но проблема обогрева имеет и обратную свою сторону – мы говорим о достижении максимально комфортного микроклимата в доме с минимальными на то затратами энергии. Именно поэтому вам дополнительно следует позаботиться о термоизоляции вашего жилья, сделать так, чтобы при строительстве/обустройстве соблюдались все технологии энергосбережения.

В качестве заключения

Вот теперь вы смогли лично убедиться в том, что собрать электродный котел своими руками достаточно легко и по силам практически каждому из нас. Наиболее важным при этом является то, что нужно, во-первых, ознакомиться с принципом работы устройства, а во-вторых, соблюдать все приведенные здесь инструкции. Лишь в таком случае все пройдет максимально успешно. Теплых вам зим, господа!

4 Список недостатков

Несмотря на массу плюсов, электродный отопительный котел может иметь и недостатки.

В их числе:

1. Невозможность работы на обычной воде. Для полноценного функционирования системы нужно задействовать подготовленную жидкость, которая соответствует определенным параметрам удельного сопротивления.

2. Невозможность задействовать такие теплоносители, как антифриз, дистиллированная вода или моторное масло.

3. Чтобы котел функционировал без сбоев, необходимо следить за сбалансированной циркуляцией жидкости в системе. В противном случае снижение скорости вызовет закипание воды, а нарастание потока сделает запуск невозможным.

4. При появлении ржавчины на электродах они начинают медленно растворяться в воде

Чтобы предотвратить повреждения недешевого оборудования, важно следить за их состоянием и вовремя осуществлять замену.

Котлы Галан, принцип работы, технические характеристики и конструкция

Электродный котел отопления представляет собой ТЭНовую конструкцию, оснащенную материалами от европейского производителя. Напомним, что это сталь нержавеющая марки AISI 316L и нихромы с повышенной нагрузочной способностью, выдерживающие длительный рабочий цикл.

Принцип работы  электродного котла галан заключается в пропускании электрического тока (электролиз) через специальный незамерзающий теплоноситель.

Электролиз и перенос тепла  нагретого состояния электродов осуществляется при постоянном токе. Компактную конструкцию нагревательных блоков отличают небольшие габаритные размеры и вес котла в сборе. Теплоносителем отопительной электродной системы является антифриз.

технические характеристики электродных котлов

Основной технической характеристикой котла электродного является мощность.

Линейка электродных котлов представлена моделями Очаг, Гейзер и Вулкан.

Самым маленьким отопительным котлом является серия ОЧАГ, имеющая незначительную потребляемую мощность (от 2 до 6 кВт), предназначенную для  обогрева площади 120, 230 и 280 куб.м.

Например, электродный котел галан очаг 3 имеет такие характеристики:

• габаритные размеры: длина 275 мм,  35 мм, вес прибора менее 1 кг.
• мощность 3 кВт позволяет обогреть помещение площадью 120 м3.

Модели ГЕЙЗЕР средней производительности обладают повышенной мощностью – 9 и 15 кВт с возможностью обогрева помещения площадью 340 и 550 м3. Габаритные размеры равны 360 и 410 мм,  130 мм, вес 5 кг.

Самыми мощными являются модели ВУЛКАН, обладающие мощностью 25, 36 и 50 кВт и предназначены для обогрева помещений от 830 до 1650 м3.

Линейный КПД электродного котла может достигать 96-98 %. По отношению к традиционному ТЭНовому, экономичность электродного котла составляет до 50% за счет способа непосредственного нагрева теплоносителя.

Как сделать своими руками?

Перед тем, как приступить к непосредственной сборке ионного теплогенератора своими руками, необходимо взять в расчет несколько важных нюансов этого процесса:

1. Котел, прежде всего, должен быть надежно заземлен, так как такая установка обладает повышенной вероятностью поражения током человека при ее эксплуатации.
2. Провод на ноль из розетки питания такого агрегата замыкается только на внешнюю трубу.
3. Фаза питания подключается только к самим электродам.

Материалы, которые понадобятся:

• аппарат для сварки;
• труба из стали соответствующей длины и сечения;
• один или набор электродов;
• замыкающие клейма для проводов на ноль и заземления;
• изолирующие клейма и электроды материалы;
• муфта и металлический тройник;

Монтаж:

Технология собственноручного монтажа этого агрегата достаточно проста. В трубу из стали длиною примерно 250 мм и диаметром от 50 до 100 мм, который зависит от мощности блока с электродами, с одной из ее сторон при помощи тройника монтируются электроды. Также, через тройник будет происходить и движение теплоносителя. Противоположный же конец трубы оборудуется муфтой для соединения с разводящими трубами и радиаторами.

Электрод устанавливается в один из патрубков тройника на изолятор, который в то же время герметизирует конструкцию котла. В качестве него выбирается один из вариантов термостойкого пластика. Для обеспечения герметичности и разъемности за счет резьбовых соединений тройника и электрода, изолирующий элемент лучше всего заказать в токарной мастерской по соответствующим размерам.

На корпус теплогенератора, выполненный из стальной трубы, приваривается болт для закрепления на нем клейм нулевого провода и заземления. Для надежности, конструкцию иногда дублируют еще одним болтом. Все элементы теплогенератора собранного своими руками, можно закрыть декоративным коробом, который еще и защитит людей от поражения током в случае пробоя внутренней изоляции

Такое ограничение прямого соприкосновения с металлическими деталями корпуса котла крайне важно для обеспечения безопасности.

После установки устройства, его изоляции, подключения к разводным трубам с радиаторами и установки заглушек на патрубках, производят заполнение системы чистой водой с приблизительным содержанием соли и подключают агрегат к сети для тестового пуска. Содержание соли в воде регулируют таким образом, чтобы добиться оптимального ее сопротивления току измеряемое в Омах.

Расчёт мощности

Приступая к постройке самодельного отопительного агрегата, прежде всего, определяют необходимую мощность. На основании этой величины делают вывод о целесообразности выбора того или иного типа котла, проводят дальнейшие расчёты, определяют размеры и количество компонентов.

Различные источники приводят несколько методик определения мощности обогревающих установок. Проще всего использовать формулу:

W = Wy × S (кВт), где:

W —мощность котла;

Wy — удельная мощность для разных регионов (северные районы — 0.2, центральные — 0.12 -0.15, южные — 0.07);

S — отопляемая площадь, м2.

Для уточнения полученных значений результат надо умножить на поправочный коэффициент:

• для домов с неутепленной кровлей — 0.25;
• если отсутствует теплоизоляция стен — 0.35;
• при частом проветривании — 0.15.

Нередко специалисты, которые занимаются монтажом систем отопления, рекомендуют вести расчёт исходя из нормы в 100 – 150 Вт на 1 кв. м. в зависимости от региона проживания. Конечно, такой способ не назовёшь самым точным, однако, для прикидочной оценки он подойдёт. В других случаях всё же лучше сделать небольшой запас мощности на непредвиденные обстоятельства.

При выборе кабеля для подключения электрического котла особое внимание уделяют площади сечения проводника

Особенности монтажа ионных котлов

Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.

Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.

Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.

Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя

Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.

Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.

Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:

• В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
• Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
• Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование

Обслуживание системы отопления на электродном оборудовании

Электродные котлы – техническая разработка для обогрева дачи помещений с небольшой площадью. Особенность, которая отличает от аппарата, работающего на ТЭНе — невозможность поломки от перепада напряжения.

Во время эксплуатации прибора, работающего на пределе, внутри корпуса образуется высокая температура, давление, возникает циркуляция некачественного теплоносителя, устройство очень быстро изнашивается. В таких условиях происходит износ электродов, изоляторов, герметичность соединений придет в негодность.

Чистка прибора

• Чтобы провести обслуживание, нужно демонтировать устройство. Открутить резьбовое соединение на фланце, вытащить электрод.
• Оцените, насколько изношены электроды. Убедитесь, что изоляторы целые. На корпусе нет трещин. Если электроды изношены более чем на 40%, требуется замена оборудования.
• Проведите чистку поверхности электродов, держателей.
• Очистите внутреннюю часть корпуса.
• Можно собирать аппарат в обратном порядке.
• Проведите обезжиривание поверхностей, нанесите герметик. Понадобится высокотемпературная субстанция.

Набор для ремонта

Обзор популярных моделей и цен

Модели ионных котлов отличаются размерами, внешним видом, техническими характеристиками и стоимостью.

Галан

Производитель электронных котлов ЗАО «Галан» базируется на территории России. Фирма занимается производством отопительного оборудования с 1992 года. Наиболее известные модели — «Гейзер», «Галан Очаг», «Вулкан».

С помощью электрокотлов этой компании можно отапливать любые помещения, независимо от площади: квартира, гараж, дача, коттедж, офис, склад, магазин, производственный цех. Мощность агрегатов начинается с 3 кВт.

В комплект оборудования дополнительно входят: немецкая высококачественная автоматика, выносной блок контроля температуры, который можно программировать на неделю вперед. Изделия поставляются с компакт-дисками, на которых можно найти необходимые схемы, чертежи и советы по эксплуатации.

Котлы данной фирмы способны работать круглые сутки в автоматическом режиме. Для настенных моделей применяется специальный антифриз, температура замерзания которого -40 градусов по Цельсию.

Стоимость — от 4100 рублей.

EOU

Это ионные отопительные устройства от украинской компании ТМ «EOU». Они являются альтернативой традиционным приборам. В качестве теплоносителя используется вода, что делает установку экономичной, безопасной, надежной и долговечной, по сравнению с обычными котлами.

Благодаря компактным размерам модели легко устанавливаются в любом доме. Для изготовления электроотопительного прибора используются прочные и стойкие к внешнему воздействию материалы. ЭОУ — это автономные, пожаробезопасные и бесшумные устройства, которые подходят для различных помещений. Встроенный контроллер «AEZ» позволяет запускать установку, не подготавливая теплоноситель. Гарантийный срок — 6 лет.

Стоимость — от 5400 рублей.

BERIL

Агрегаты изготавливаются компанией «Русские котлы» с 1998 года. Оборудование пользуется популярностью в России, Европейских странах, Корее. При помощи отопительных котлов «Берил» можно отапливать: дачные дома, гаражи, коттеджи. Изделия имеют отличительную особенность — электроды, в конструкции которых используются композитные материалы. Это позволяет снизить потребление электроэнергии.

Другие особенности котлов «Берил»:

1. Энергоблок расположен сверху. Благодаря этому подключение оборудования становится еще проще.
2. Для профилактики, замены или ремонта блока электродов не нужно отсоединять котел от системы.
3. Наличие посторонних включений в теплоносителе не способно повлиять на качество работы установки.
4. Изоляционные и уплотнительные материалы имеют повышенную теплостойкость — до +250 градусов по Цельсию.
5. Эксплуатационный срок — не менее 10 лет.

Стоимость — от 4450 рублей.

Производители и средняя стоимость

Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:

• «ЭОУ» (Украина)
• ООО «Stafor EKO» (Латвия)
• ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)

Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей. Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.

Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года

Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.

Подводим итоги

Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.

Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:

• Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
• Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
• Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть

Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.

Опубликовано 02.06.2020 Обновлено 13.06.2020 Пользователем admin