Электрокотел своими руками для дома — как сделать?

Виды и принцип работы

Решив сделать электрокотел для отопления дома своими руками, нужно разобраться в разновидностях таких приборов. Можно изготовить электродный и индукционный вид котлов. Существуют и другие разновидности, но они являются лишь модификациями этих основных видов. Второе название электродного котла – ионный агрегат. Его так называют, потому что в устройстве электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Электродный котел

Самодельный электродный нагреватель имеет компактные размеры, поэтому легко закрепляется на трубе и не нуждается в отдельном месте для установки на полу или навешивания на стене. Для большей прочности и безопасности его закрепляют на двух саморезах, но при желании можно их не использовать.

Внешне вся конструкция выглядит как отрезок трубы протяженностью 400 мм. С одной стороны труба наглухо заварена, а с другой из нее торчит стальной стержень. Сбоку или в одном из торцов установлен патрубок для циркуляции теплоносителя по трубам.

Тэновый котел, сделанный своими руками, процесс изготовления которого мы описали выше, должен иметь два патрубка сбоку для подключения обратного и подающего трубопровода с циркулирующим теплоносителем.

Существует несколько вариантов расположения этих патрубков:

1. Один отрезок трубы может быть установлен в торцевой части прибора, а другой приваривается к отверстию в боковой части. Таким образом, он устанавливается перпендикулярно к оси первого патрубка.
2. Второй вариант крепления подразумевает установку двух патрубков в боковой части агрегата. Получается, что оба трубных отвода устанавливаются параллельно друг другу, но перпендикулярно в отношении основной емкости нагревателя.

Самодельный нагреватель имеет следующий принцип работы:

• в составе теплоносителя постоянно циркулируют положительно и отрицательно заряженные частицы (которые называются аноды и катоды);
• при подаче напряжения ионы устремляются к электродам с противоположным зарядом;
• поскольку полярность электродов постоянно меняется с частотой 50 раз в секунду, ионы движутся то в одну, то в другую сторону;
• такое хаотичное движение ионов вызывает трение частиц и их нагревание (из-за этого температура теплоносителя повышается).

Сделав электрокотел для отопления своими руками, стоит не забывать, что у него есть свои недостатки. Минусы связаны с тем, что тепловой носитель постоянно пребывает под напряжением, поэтому перед подачей в отопительный контур его тщательно очищают от солей и других примесей, которые могут оседать на стенках трубопроводов и нагревательном элементе.

Индукционный агрегат

Принцип работы электрических агрегатов индукционного типа основан на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля, которое формируется электротоком.

Электрический двухконтурный котел для водоснабжения и отопления дома

В составе этих приборов есть следующие составные части:

• катушка;
• корпус нагревателя;
• сердечник (здесь и происходит нагрев теплоносителя);
• утеплитель.

В котлах индукционного типа тепловой носитель не пребывает под напряжением, как в агрегатах электродной разновидности. Это обеспечивается полной изоляцией жидкой среды от элементов, проводящих электричество.

Обмотка катушки из меди подключается к сети через систему автоматики. После этого в катушке формируется магнитное поле, которое разогревает трубу, выполняющую функции сердечника. Поскольку внутри него циркулирует теплоноситель, тепло сразу передается жидкости. В процессе работы корпус прибора не нагревается. Для этого в конструкции корпуса предусмотрена прослойка специального утеплителя.

Сам сердечник имеет изогнутую конфигурацию, чтобы обеспечить более длительное прохождение теплоносителя по этому участку с целью его достаточного нагрева. Срок службы индукционного котла доходит до 25 лет. Ломаться в этом агрегате просто нечему, поэтому он прослужит до тех пор, пока трубу сердечника не испортит коррозия.

Изготовление своими руками

Постройка котла состоит из двух этапов — проектирование и сборка.

Проектирование и подготовка чертежа

​

На этапе проектирования определяют:

1. Вид котла. Разница в КПД котлов небольшая, поэтому лучше выбрать проверенную годами ТЭНовую схему.
2. Мощность котла. Определяется по сумме мощностей нагревателей и зависит от теплопотерь помещения, а также тепловой мощности батарей.
3. Общую схему и рисуют проект.

Поиск и подготовка

Для нашей конструкции потребуется обрезок трубы 150 мм диаметром, две заглушки, электронагреватели, штуцера для входа/выхода теплоносителя, подключения нагревателей и клапана развоздушки.

Обработка материалов

Трубу требуется герметично заварить, подключить штуцера. Для этого обращаемся к знакомым сварщикам. Задача облегчается, если есть корпус от огнетушителя — он выполнен из стойкой к коррозии стали, толщина и габариты вполне подойдут. Остается только приварить резьбовые соединения.

Чтобы собрать электрический котел, нам потребуются:

1. Инструменты: разводные и рожковые сантехнические ключи, отвертка и индикатор электричества.
2. Расходники: уплотнительные прокладки, льняная пакля или фум-лента.

Сборка идет по логическим этапам:

• Присоединение ТЭНов в корпус. Желательно, чтобы они располагались в нижней части — так нагрев будет равномернее.
• Монтаж к стене. Для этого заранее привариваются монтажные кронштейны. Можно воспользоваться стяжными хомутами.
• Подключение к системе отопления. Все соединения должны быть с кранами — это облегчит снятие электрического котла в случае ремонта.
• Присоединение к контактам ТЭНа электрических проводов. Подключать лучше через регулятор мощности.
• Обязательно заземлить корпус. Это исключит поражение электрическим током в случае «пробоя» изоляции нагревателя.

Испытания

Котел запускается только на заполненной системе отопления

При проверке особое внимание стоит уделить целости контактов, наличия электрического «пробоя». Для этого потребуется индикатор

Если при присоединении проводов лампочка индикатора светится – отключаем прибор и проверяем, где произошла утечка тока.

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

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

• сварочный аппарат;
• электроды;
• железный тройник;
• электродная изоляция (из полиамида);
• нулевой провод;
• муфта;
• клеммы заземления;
• труба соответствующих размеров из стали;
• изоляция для клемм.

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.

Собираем котел

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

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.

Чертеж ионного котла

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.

Детали для сборки котла

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

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.

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котлаСхема подключения котла

• воздухоотводчики;
• манометр;
• предохранитель.

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

Монтаж котла электродногоМонтаж котла электродногоСхема подключенияСборка системы отопленияСборка системы отопленияСборка системы отопленияПолифосфатный фильтрНастройка электродного котла

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.

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.

Элементы обвязки и правила их расположения

Обвязка стандартного электрокотла отопления включает следующие основные элементы:

• Циркуляционный насос. Создает напор теплоносителя для максимально быстрого и равномерного распределения тепла по системе.
• Расширительный бачок. Один из основных узлов, без которого не допускается подключение и эксплуатация электрического котла. В него поступает излишек объема теплоносителя, образуемого при перегреве. Без бака подобное явление приводило бы к разрыву трубопровода и радиаторов.
• Клапан аварийного сброса. В случае превышения давления в системе выше критического производит сбрасывание теплоносителя.
• Автоотводчик воздуха. Для облегчения движения воды по контуру и устранения шума прибор периодически стравливает воздух из труб.

Расширительный бачок, воздухоотводчик и клапан сброса – 3 важных элемента для установки электрокотлаИсточник strojka-gid.ru

Измеритель давления в системе. Показывает значение давления теплоносителя. Для отопительных контуров в частных домах его шкала должна быть рассчитана не менее, чем на 4 бар.

Такие 3 узла схемы, как расширительный бачок, аварийный клапан и сбросник воздуха, формируются группу безопасности котла. Их установка обязательна для любой модели агрегата

При этом не менее важно расположение друг относительно друга основных элементов обвязки. Устанавливаться они должны в следующей закономерности:

• Насос располагается непосредственно перед входом в агрегат – на обратной магистрали – где температура теплоносителя имеет минимальное значение.
• Группа безопасности устанавливается сразу за котлом – на выходе прямой магистрали. Обуславливается это тем, что в случае превышения рабочих параметров наивысшая точка повышения давления возникает именно в этом месте.

Видео-пример монтажа электрокотла в доме:

Расширительный бачок устанавливается в любом месте, но при соблюдении следующей закономерности – если перед агрегатом, то с минимальным 2-х-кратным значением напора насоса, если после, то минимум с 8-кратной величиной этого параметра.

Этапы монтажа

Установка электрокотла осуществляется по следующему алгоритму:

Проектирование и расчет. Прежде чем приобрести и установить котел требуется рассчитать по мощности с учетом площади и особенностей помещения, а также возможностей электросети. На данном этапе также планируется схема и дополнительное подключаемое оборудование, ГВС, теплые полы и проч.

Видео-обзор устройства обвязки электрокотла:

• Подготовка места. Для напольной модели создается фундамент, при необходимости обустраивается котельная, выполняется отделка негорючими материалами.
• Установка агрегата. Оборудование монтируется на стену или основание, закрепляется. Выполняется подсоединение трубопровода с обвязкой, подключается заземление.
• Подключение питания. Подводка питающей магистрали проводится напрямую отдельной веткой – через распредщиток.
• Установка защитной аппаратуры. Современные электрические котлы требуют защиты от перепадов напряжения. Поэтому питание к ним подводить необходимо через автомат, УЗО и стабилизатор напряжения.
• Запуск. Перед запуском система проверяется на целостность во всех местах соединения – как трубопровод, так и электропроводка должны находиться в исправном состоянии. Прежде чем включить агрегат, открываются все необходимые подсоединенные задвижки.

Видео-пример эксплуатации отопления дома на электрокотле:

Коротко о главном

Бытовые электрические котлы подразделяются на 3 вида – классические, электродные и индукционные. Чаще всего применяются классические, работающие от ТЭНа. Среди их плюсов выделяются – высокий КПД, легкий монтаж, безопасность, экологичность, компактность, малый вес и разнообразие модельного ряда. Недостатки проявляются в высоком потреблении электроэнергии и необходимости заземления.

Для правильного монтажа электрокотла необходимо учесть ряд правил техники безопасности и требований по электромонтажу. Для работы отопительного агрегата нужны следующие элементы обвязки:

• Циркуляционный насос.
• Расширительный бачок.
• Клапан безопасности.
• Автоматический воздухоотводчик.
• Манометр.

Запуск котлового оборудования

Перед первым запуском нужно проверить герметичность всех соединений, правильность сборки электрической сети. Также перед запуском систему заполняют теплоносителем. Поскольку сила тока трехфазной сети значительная, не должно быть порванных и пережатых проводов. Все участки должны быть хорошо изолированы.

Кроме этого, перед пуском прибор очищают от загрязнений и пыли

Очень важно, что в процессе первого пуска и дальнейшей работы не было скачков напряжения. Для этого обязательно монтируют УЗО (устройство защитного отключения)

Первый запуск проводится в таком порядке:

Заполняем систему водой

Важно чтобы в контуре не было воздушных пробок. Для спуска воздуха используют краны Маевского, установленные на радиаторах отопления.
Включаем котел и ждем, пока он нагреется.

Сборка нагревателя с ТЭН

Чтобы изготовить самодельный электрический котел отопления с трубчатым электронагревателем понадобится следующий комплект материалов:

• стальной лист толщиной больше 2 мм;
• отрезок стальной трубы (длина и диаметр зависят от производительности агрегата);
• трехфазные ТЭНы (не рекомендуется применять нагреватели со встроенным реле, поскольку они быстро изнашиваются).

Сначала из стального листа необходимо вырезать будущее дно котла. Размеры дна должны соответствовать диаметру трубы. Затем из того же металла требуется сделать фланец – кольцо, чей внутренний диаметр равен наружному или внутреннему диаметру трубы, в зависимости от того, каким способом деталь планируется закрепить на корпусе. Ширина кольца обычно составляет 30 мм.

Далее из стального листа изготавливают крышку с диаметром, соответствующим внешнему диаметру фланца. Крышка и фланец соединяются при помощи 6 болтов, в местах монтажа креплений заранее проделываются отверстия. Еще несколько отверстий просверливается в крышке — их размер должен соответствовать размерам запланированных к установке ТЭНов.

Приваривание элементов

Первым к корпусу котла нужно приварить дно, следующим – фланец. Крышку монтируют только после того, как на ней будут прочно зафиксированы трубчатые нагреватели. Между ТЭНами и крышкой вставляется уплотняющая прокладка из материала, устойчивого к воздействию воды.

Между крышкой и фланцем располагается еще одна прокладка, выполненная из автомобильной камеры. Эта прокладка должна быть точной копией фланца, в том числе в ней надо сделать отверстия под болты.

Монтаж патрубков

До того, как закрыть котел крышкой, в его корпус монтируют патрубки для подключения труб системы отопления, предварительно вырезав подходящие отверстия

Важно, чтобы на концах патрубков имелась резьба: это требуется для установки входных кранов, которые позволят перекрывать циркуляцию теплоносителя в контуре, если электрический котел потребуется отремонтировать. Труба для отвода горячей жидкости располагается в верхней части агрегата, желательно встроить ее прямо в крышку

Охлажденный теплоноситель подается по трубе снизу.

Когда патрубки монтированы, котел полностью собирают и подключают к сети. Иногда его конструкция может меняться: например, на фланец монтируют не только крышку, но и дно. Устройство является универсальным, и его получится легко приспособить к техническим параметрам системы отопления дома.

Электромонтажные работы

Во время электромонтажных работ контакты всех ТЭНов котла соединяются с колодкой, к ней же подключается нулевой провод. Иногда нагревательные элементы сразу же замыкают на этот провод без использования колодки.

К контакту каждого нагревателя подключают фазный провод, пропущенный через автомат защиты. Сечение кабеля выбирают на основе нагрузки, создаваемой всеми включенными ТЭНами одновременно.

Все провода должны быть изолированы, особое внимание нужно уделить тому, чтобы их оголенные части не соприкасались с металлической крышкой котла

Особенности электрических теплогенераторов

Из-за высокого энергопотребления (более 4кВт) для данного отопительного оборудования необходимо заранее сделать электрический ввод необходимой мощности, для того чтобы предотвратить возникновение аварии на линии.

Приборы, чья мощность не превышает 6 кВт необходимо однофазное питание, а оборудование, чей предел мощности выше 6 кВт – трехфазное. Питание оборудования осуществляется от стандартной электрической сети, мощностью 220 В.

Для того чтобы обогреть дом, площадью примерно 100 м2 , необходимо оборудование мощностью не менее 10 кВт. Таким образом, после подключения котла на остальные приборы отводится всего лишь 5 КВт. Для того чтобы увеличить лимит потребления, нужно добиться специального разрешения.

Как правило, изготовленный своими руками электрокотел, представляет собой обрезок трубы, внутрь которой встроена электрофурнитура. Это довольно удобно, в особенности, если сделать отопительные агрегаты съемными, благодаря чему обслуживание техники станет значительно проще.

В случае если агрегат разместить не в трубе, а оборудовать отдельным корпусом, тогда есть возможность для монтажа дополнительных датчиков, которые автоматизируют работу отопительной системы, повысят КПД и снизят потребление электричества. Кроме того, в случае необходимости замены котла, это можно будет осуществить без нарушения целостности контура системы.

Разберемся в особенностях и технологиях, как сделать электрокотел каждого типа.

Электрический и твердотопливный

Существует несколько разновидностей котельного оборудования, отличающегося, в первую очередь, по типу используемого топлива. Наибольшую популярность получили:

• Электрический.
• Твердотопливный (пеллетный) котел.
• Газовое оборудование.

Несмотря на то, что в последние годы проходит практически повсеместная газификация, оборудование, работающее на газу, все же редко устанавливается в сельской местности. Основная область его применения – городские квартиры и загородные коттеджи, близкие по комфортности проживания к условиям мегаполиса. В деревнях чаще устанавливают твердотопливное оборудование – дровяной, пеллетный либо угольный котел.

Важнейшее преимущество, которое отличает твердотопливный (пеллетный или дровяной) котел отопления – дешевизна и простота эксплуатации. На селе дрова по сей день остаются самым дешевым топливом, а вероятность проведения газа в отдаленные уголки страны пока еще остается практически в области фантастики.

Электрический

Электрический котел отопления имеет массу достоинств, но все их перекрывает один существенный минус – высокая эксплуатационная стоимость. В некотором роде недостатками оборудования можно также считать:

• Энергозависимость системы. Отключение электроэнергии приведет к негативным последствиям для всей сети отопления, а не только для самого прибора. Для минимизации риска размораживания системы в случае отключения электроэнергии потребуется дополнительная установка аварийного генератора.
• Электросеть должна быть способной выдержать существенно увеличивающуюся нагрузку. Возможно, потребуется проведение дополнительной линии. Обязательно потребуется установить отдельный автомат.
• Подключение прибора должен осуществлять квалифицированный электрик. Непрофессиональный монтаж опасен для жизни.

По принципу работы выделяют электродные и ТЭНовые электрокотлы. Останавливаться на первых мы не будем, так как сконструировать и смонтировать подобный прибор крайне сложно. Рассмотрим подробнее ТЭНовые устройства.

Нагрев в таком котле осуществляется в трубчатом нагревателе. От него тепло передается теплоносителю, циркулирующему в системе. В качестве теплоносителя можно закачать воду или антифриз.

Лучшие отопительные электрокотлы на 380 В

В этой категории представлены электрические котлы, которые подходят для отопления дома. Как правило, такая техника предлагается в расширенном оснащении. Для функционирования мощных нагревательных устройств применяется трехфазное электропитание на 380 В.

1. ZOTA 12 Lux 12 кВт одноконтурный

Этот настенный котел подойдет для загородного дома с общей площадью отапливаемых помещений до 120 м кв. Мощность нагревательных элементов регулируется ступенчато в диапазоне от 4 до 12 кВт. Допустимо подключение серийных радиаторов или системы теплого пола. Кроме комнатного термостата можно подключить уличный датчик для точной регулировки работы техники в автоматическом режиме. Котел выполняет свои функции при давлении в контуре до 6 бар.

Плюсы:

• лучшие отзывы;
• расширенное оснащение;
• наличие встроенного хронотермостата;
• есть возможность управления насосом;
• возможность задавать индивидуальные настройки;
• точное поддержание установленных рабочих параметров с учетом реальных температурных данных;
• компактность (29 х 73 х 16 см).

2. Protherm Скат RAY 12 KE /14 12 кВт одноконтурный

Плюсы:

• надежный одноконтурный электрический котел с отличными потребительскими характеристиками;
• безупречное качество сборки;
• легкость монтажа (из отзывов);
• встроенная система диагностики;
• интуитивно понятное управление;
• элегантный внешний вид;
• наличие контроля повышения напряжения
• минимальный уровень шума.

3. Savitr Premium Plus 22 22.5 кВт двухконтурный

Самый мощный электрокотел в рейтинге обеспечивает эффективное функционирование систем отопления и горячего водоснабжения. В режиме максимальной мощности с его помощью поддерживают установленную температуру воздуха в помещениях площадью до 220 м кв. Для компенсации расширения теплоносителя двухконтурный котёл оснащена крупным баком 12 л.

Плюсы:

• лучший двухконтурный электрический котел по отзывам;
• подключение теплых полов;
• можно использовать для подготовки горячей воды;
• программирование рабочих режимов;
• запоминание настроек даже при выключении;
• поддерживается автоматическая ротация ТЭНов;
• нагревательный элемент из нержавеющей стали;
• уличный датчик температуры.

Минусы:

высокая стоимость.

Выводы

Мы сегодня с вами рассмотрели практически все способы электроотопления.

Ссновные выводы можно сделать такие:

• Следует отметить, что применение локальных источников обогрева (инфракрасный обогрев, тепловентиляторы) нельзя использовать, как основной способ обогрева дома.
• Следует подходить, комплексно используя несколько типов электрического отопления.
• Большую роль в эффективности играет качественное утепления дома.
• Схема и расчет проводки и мест установки всех приборов, до строительства дома.
• Использование многотарифных счетчиков. Применение автоматизации, использование вспомогательных датчиков.