Электрокотел своими руками чертежи и принцип работы

Альтернативные источники тепла

К ним относятся:

• геотермальные системы;
• солнечные батареи;
• тепловые насосы.

Солнечная энергия дает большое количество тепла, и при этом остается бесплатным, возобновляемым и экологически чистым источником. В настоящее время такое альтернативное отопление частного дома широко распространены в Европе – оборудование устанавливают практически на всех домах. Особенно актуальным является использование солнечной энергии в южных странах, где наблюдается большое количество ясных дней в течение года.

В условиях нашего климата такие устройства не могут служить единственным источником тепла, поскольку зимой часто бывают пасмурные дни, а температура воздуха слишком низкая. Однако в южных регионах гелиосистемы оказываются довольно эффективными, и дают возможность неплохо экономить на традиционном отоплении в межсезонье. В летнее время использование гелиосистем позволяет нагревать воду для бытовых нужд в достаточном количестве, причем бесплатно.

Использование альтернативных источников энергии является целесообразным не только с точки зрения экономии, но и экологической чистоты при эксплуатации. Кроме того, данные источники являются возобновляемыми и бесплатными.

Схемы подключения

В зависимости от того, как будет выполняться циркуляция теплоносителя в контуре, выбирается схема подключения электрокотла. В контурах с естественной циркуляцией теплоносителя устанавливается нагревательный котел, расширительный бак закрытого типа и радиаторы отопления. Для создания гравитационного тока теплового носителя обратный трубопровод делается с небольшим уклоном в сторону котла.

Схема обвязки котла отопления с принудительным током теплоносителя обязательно включает в себя циркуляционный насос и предохранительные устройства. Группа безопасности устанавливается на трубопроводе сразу после котла. Система подключается к радиаторам отопления. Циркуляционный насос монтируется на трубопроводе с обраткой. После него следует закрытый расширительный бак.

Нюансы работы

Двухтрубная система с нижней разводкой и принудительной циркуляцией. Что представляет собой электрический котел, можно увидеть на фото.

Лучше чтобы он был немного уже основной магистрали. Для повышения эффективности систем отопления в быту используют либо тепловые аккумуляторы, либо байпасы.

Обязательные элементы обвязки Электродному или индукционному котлу для безопасной работы водяного контура требуется следующий набор дополнительного оборудования: Обвязка и схема подключения электрического котла отопления Спецпредложение!

Сами ТЭН подключаются к сети следующим образом: перемычкой соединены по одному из концов каждого из трубчатых электронагревателей, к оставшимся трем свободным поочередно подключаются фазы: L1, L2 и L3. С особой внимательностью следует отнестись к установке заземления: неопытные владельцы часто присоединяют его к нулевой фазе проводки.

Общие особенности электрических котлов

Любая система отопления состоит из трех базовых компонентов: источника тепла — в этой роли может выступать котел, печь, камин; теплопередающей магистрали — обычно в этом качестве выступает трубопровод, по которому циркулирует теплоноситель; нагревательного элемента — в традиционных системах это классический радиатор, преобразующий энергию теплоносителя в тепловое излучение. И это не связано с затратами на оборудование и монтаж, это связано со стоимостью электроэнергии.

В одной из статей мы рассказывали, что устройство твердотопливного котла может иметь конструктивные отличия. Есть разные методы монтажа, которые несколько отличаются по своему принципу работы. После подключения аппарата к системе отопления, переходят к реализации электрической части схемы, в которую входят УЗО и автоматический выключатель определенных технических характеристик.

Как выглядит обвязка электрокотла отопления?

Если установить прибор в отдельном помещении, кВт каждый месяц будут тратиться впустую. Они идут вдоль несущих стен дома, от котла до месторасположения крайней батареи. Генератор искры работает совместно с газовым клапаном и является неотъемлемой его частью. Затем, он поступает в большой контур, в задачи которого входит обогрев всего здания. Естественно, между патрубками входа и выхода теплоносителя в радиатор должен быть соединительный участок.

Схема аварийной обвязки котлов Подача воды из водопровода в систему используется довольно редко, так как является малоэффективной. Со временем на трубчатых нагревателях возникает накипь, из-за чего мощность оборудования уменьшается, а вероятность перегрева ТЭНов увеличивается. Если у вас недостаточно времени или вы не уверены, что сможете сами сделать все правильно, лучше не начинайте обвязку, полагаясь лишь на свою интуицию и видео в интернете. Как правильно подключить, какую схему использовать?
Чем топить дешевле? Поставил 4 котла!

Правила монтажа и обвязки электрокотлов отопления

В зоне, где устанавливается котел электрический двухконтурный настенный или напольный, должен поддерживаться нормальный уровень влажности, не помешает качественная вентиляция. Настенные агрегаты навешиваются на ровные плоскости с соблюдением горизонтали по фиксирующей планке. Напольные устанавливаются на прочный постамент с обязательным заземлением.

Подключение к сети кабелем достаточного сечения, размеры проводов указываются в инструкции от производителя. Устройства мощностью от 3 кВт оснащаются выделенной линией питания, все агрегаты дополняются контрольными приборами защиты и отключения.

Присоединяются модели к сети отопления патрубками, фитингами и переходниками с герметичными уплотнительными прокладками. Монтаж считается законченным после установки расширительного бака, насоса и группы безопасности, а также заполнения теплосети водой и тестирования на герметичность.

4 Популярные модели

Выбор подходящей модели электрокотла проводят в соответствии с соотношением мощности и жилой площади. Для этого примерно принимается, что на отопление 10 м² расходуется 1 кВт. Популярные модели электроагрегатов:

1. 1. РусНИТ 208М — компактный настенный агрегат от отечественного производителя. Эффективен для использования на площади до 80 м². Основные и нагревательные элементы изготовлены из нержавеющей стали. Аппарат обладает трехступенчатой системой управления мощностью (30, 60 и 100%). Можно осуществить подключение к электросети 220 и 380 В. В качестве теплоносителя применяется вода и антифриз. Терморегулятор позволяет устанавливать рабочую температуру от 35 до 85° C.
2. 2. ЭВАН Warmos-IV-5 — аппарат средней мощности, предназначенный для обогрева площади, не превышающей 51 м². Диапазон температур от 5 до 85° C позволяет использовать в отоплении систему «теплый пол». Единственный недостаток — отсутствие в конструкции циркулирующего насоса.
3. 3. Proterm Скат 12 KR 13 — считается одним из лучших обогревателей для загородного дома, способным обогреть до 120 м² площади помещения. Модель довольно экономичная, так как позволяет на первой ступени достаточно обогреть дом. Для использования горячего водоснабжения допускается установка бойлера.

Для установки любой модели электрокотла необходимо придерживаться некоторых правил.

https://youtube.com/watch?v=r-II_CwTyIo

Двухтрубная схема отопления с электрокотлом

Двухтрубная схема отопления с электрокотлом имеет массу преимуществ, по сравнению с однотрубной. Самый главный плюс – это простота балансировки контура, за счет того, что температура теплоносителя в первом и последнем радиаторе практически не отличаются. Есть, конечно же, разница в несколько градусов, которая особого влияния на показания термометра в помещении не имеет.

Суть двухтрубной схемы отопления с электрокотлом заключается в том, что потоки прямой и обратки разделены, в то время как в однотрубной системе этого нет. Есть разные методы монтажа, которые несколько отличаются по своему принципу работы. Так, двухтрубные схемы отопления с электрическим котлом бывают:

• попутными;
• тупиковыми.

Какую схему отопления выбрать в том или ином случае, в большей степени, зависит от планировки помещения и количества контуров. Несмотря на некоторые отличия, особой разницы в характеристиках нет, оба варианта хороши.

Попутная

Попутная схема отопления с электрическим котлом работает по следующему принципу:

• электрокотел для водяного отопления подогревает жидкость и подает ее в магистраль, в которой есть отводы к радиаторам;

• от первого радиатора, помимо прямой, добавляется еще одна труба обратки;
• теплоноситель проходит по магистрали, часть попадает в ответвление к радиатору, из которого вода выходит уже в другую трубу (обратку);
• по обратке теплоноситель двигается дальше, параллельно с водой в трубе подачи.

Таким образом, горячая вода в прямой и, уже отдавшая часть тепла в радиаторах жидкость, не пересекаются. После каждого последующего радиатора теплоноситель попадает в обратку. Особенностью системы отопления с электрокотлом (схема двухтрубная) и ее характерной чертой является то, что направление подачи и обратного потока совпадают. Когда подача доходит до последнего радиатора, то ее дальнейшее движение прекращается, а обратка идет дальше. Именно это создает условия попутной циркуляции.

Это создает некоторые сложности. Дверь нужно как-то обойти. Во избежание такого сценария можно:

• сделать отверстия с гильзами в стене, через которые будут проходить трубы;
• сделать разводку труб в полу или стенах.

Следует учитывать, что при прокладывании коммуникаций скрытым методом нужно особое внимание уделить качеству соединений труб. Так, наиболее применяемый материал для таких целей – это сшитый полиэтилен

Мы уже рассказывали про характеристики и преимущества полимерных труб для отопления.

Тупиковая

Тупиковая схема отопления частного дома с электрокотлом.

Попутная и тупиковая схема отопления частного дома с электрокотлом имеют одно конструктивное отличия, из-за которого направления движения теплоносителя в прямой и обратке не совпадают. Как мы уже рассказали, в попутном контуре их векторы движения совпадают, а вот в тупиковой, наоборот, жидкости двигаются в разных направлениях. Как это происходит на практике? Есть все те же две трубы, идущие параллельно. По одной от нагревателя идет теплоноситель и по патрубкам заходит в радиаторы. Причем не весь, а только какая-то часть, остаток продолжает свое движение дальше.

Из каждого радиатора по второму патрубку вода попадает в трубу обратного потока, где жидкость начинает двигаться к нагревателю. Пока непонятно, почему теплоноситель меняет вектор движения, но тут все просто. Других вариантов у него нет, так как на последнем радиаторе обе трубы просто перекрываются заглушками, все тупик, дальше дороги нет. Получается, что кроме как двигаться в обратном направлении у воды, отдавшей часть своего тепла, иных альтернатив нет. К тому же этот процесс стимулируется электрическим насосом, встроенным в электрокотел для закрытой системы отопления или установленным отдельно.

Еще раз повторимся, что нужно отталкиваться от размещения котельной, планировки и площади дома. Есть, конечно, и двухконтурные электрические котлы для отопления, но они такие дорогие и непрактичные, что их никто не хочет покупать. Даже если захотеть, нужно постараться его найти.

Лофт

В этом году стиль остается востребованным. Его часто используют для того, чтобы обустроить кухни, совмещенные с гостиной. Такое объединение дает больше свободного места, что только подчеркнет все детали лофта.

Например, стилисты обыгрывают кладку из кирпичей, провода или бетонные стены. На фотографиях хорошо показано, как удачно это может выглядеть гостиной, которая объединена с кухней.
Для лофта подбирают шероховатые и неоднородные поверхности, грубые материалы. В квартирах, оформленных в таком стиле, устанавливают настенные светильники. При этом свет направляют вдоль стенок.
За счет этого тени падают так, что неравномерные поверхности выглядят объемными. Первое время к лофт относились с опаской, но он быстро стал популярным. Дизайнеры не скрывают материалы для отделки и даже их подделывают. Чтобы имитировать бетонную поверхность и подтеки, используют декоративную штукатурку.

Схема подключения электрокотла к электросети 220 В (однофазного)

Как видите, питающую линию котла на 220 В защищает дифференциальный автоматический выключатель, совмещающий в себе функции автоматического выключателя (АВ) и Устройства защитного отключения (УЗО). Так же, в обязательном порядке к корпусу устройства подключается заземление.

ТЭН или ТЭНы (если их несколько) в таком котле рассчитаны на напряжение 220В, соответственно к одному из концов трубчатого электрического нагревателя подключается фаза, а к другому ноль.

Для подключения котла требуется проложить трехжильный кабель (Фаза, Рабочий ноль, Защитный ноль – заземление).

Если же вам не удалось найти подходящий дифференциальный автоматический выключать или просто он слишком дорог в выбранной вами линейке защитной автоматики, его всегда можно заменить связкой Автоматический выключатель (АВ) + Устройство защитного отключения (УЗО), в таком случае схема подключения однофазного котла к электросети выглядит так:

Теперь осталось выбрать кабель нужной марки и сечения и номиналы защитной автоматики, для правильной электропроводки к электрокотлу.

В выборе необходимо отталкиваться от мощности будущего котла, а лучше всего рассчитывать с запасом, ведь в будущем, реши вы поменять котел, выбрать старшую модель (более мощную) вы уже не сможете, без серьезной переделки проводки.

Не буду загружать вас лишними формулами и расчетами, а просто выложу таблицу выбора кабеля и защитной автоматики в зависимости от мощности однофазного электрокотла 220 В. При этом в таблице будут учтены оба варианта подключения: через дифференциальный выключатель и через связку Автоматический выключатель + УЗО.

Для прокладки будут указаны характеристики медного кабеля марки ВВГнгLS, минимально допустимого ПУЭ (правилами устройства электроустановок) для использования в жилых зданиях, при этом расчеты сделаны для трассы от счетчика до электрокотла длинной 50 метров, если у вас это расстояние больше, возможно потребуется корректировка значений.

Таблица выбора защитной автоматики и сечения кабеля по мощности электрокотла 220 В

Устройство защитного отключения (узо) всегда выбирается на ступень выше стоящего с ним в паре автоматического выключателя, если же вам не удается найти УЗО необходимого номинала, можете взять защиту следующей ступени, главное не брать ниже положенного.Особых сложностей и разночтений при подключении элекрокотла на 220В обычно не возникает, переходим к трехфазному варианту.

Полезные функции и недостатки

Также стоит подумать об установке универсального твердотопливного котла со встроенными электрическими тэнами. У некоторых моделей имеется даже варочная поверхность, что не потребует дополнительной внешней отделки.

Электрокотлы с легкостью переносят отключение электричества до 6 месяцев. Это делает их хорошим вариантом в случае нерегулярного использования системы или при перебоях с поступлением электроэнергии, необходимой для отопления частного дома.

Недостатком использования электрического котла является необходимость мощных подводящих кабелей с большим сечением.

Решение некоторых проблем в эксплуатации электрических котлов

Первый, что логично, — это трубопровод. Вся нагрузка в основном ложится на трубы, по которым течет холодные и горячие жидкости, а иногда и раскаленный пар. Поэтому все места спайки и качество труб должно быть очень хорошим.По трубам всегда будет идти блуждающий ток, который будет пробивать через металл. Металлопластик со временем лишится металлической составляющей в местах пробоя, а цельнометаллические трубы покроются проржавевшими точками. Избежать этого не поможет ничто. Единственный материал, устойчивый к этой напасти – пластик, но использовать в электродных и индукционных системах его не стоит. В остальном же надо просто время от времени проверять состояние труб, чтобы проводить по необходимости замену и ремонт. Требуется это также раз в несколько лет.Второй ненадежный (относительно) элемент системы – это реле контроля температуры и давления воды. Раз в несколько лет они выходят из строя и требуют замены. Такой ремонт не очень дешевый, но гарантирует стабильную работу электрического котла еще на несколько лет.Если реле температуры придет в негодность, то возможно нарушение работы нагревательного элемента и повышение температуры в системе. В результате. Вместо жидкости по трубам потечет раскаленный пар, который может прорвать трубопровод. Аналогичная проблема может возникнуть из-за наличия большого количества воздуха в системе, из-за которой насос будет работать вхолостую.

Эксплуатация самодельных отопительных систем

Все вышесказанное необходимо дополнить довольно важным уточнением. Как мы выяснили, на электрокотлы для отопления дома, не сильно влияют скачки сетевого напряжения. Но нагрузки на домашнюю сеть довольно высоки. Поэтому для работы устройства необходимо заранее побеспокоиться о качественной электропроводке.

К тому же российские реалии таковы, что случаи отключения электричества — частое и непредсказуемое явление. Отсюда вывод — должны быть установлены ИБП (бесперебойники). Некоторое время он сможет поддерживать электропитание отопителя. Для сельских районов актуален бензогенератор. Так автономность возрастет, и система отопления проработает до подачи централизованного электроснабжения.

Опытные специалисты отмечают, что при монтаже электрокотла есть ряд технических требований:

• перед тем как установить аппарат вся система отопления нуждается в тщательной подготовке. В частности необходима промывка и очистка всего отопительного контура;
• отопительная система требует монтажа комплекса из предохранительных клапанов с воздухоотводчиком;
• все соединения котла с отопительной системой желательно выполнить только из металла;
• температурный режим при монтажных работах не должен выходить за рамки от +100 до +40 °С;
• для двухэтажных строений необходимо учитывать то обстоятельство, что только один отопительный котел не справится с обогревом всего здания. Оптимальный вариант — устанавливаем по одному отопителю, со своей группой радиаторов, на каждый этаж.

Схемы подключения котлов

На сегодняшний день всё большую популярность набирают комбинированные системы отопления, сочетающие в себе котлы использующие различные виды топлива. Это весьма рациональный подход для экономии на энергоносителях. Подорожание одного типа топлива может компенсироваться использованием другого. Помимо этого, такие системы удобнее в плане беспрерывной эксплуатации. Особенно популярно использование вместе с твердотопливным котлом газового или электрического. Что позволяет в начале и конце отопительного сезона не использовать твердотопливный котёл, а в перерыах между его обслуживанием не останавливать работу системы отопления. Максимум эффективности при минимуме издержек, вот что хочет получить клиент заказывая монтаж отопительной системы подобного рода.

Не менее популярно использование таких систем для коммерческих объектов, где эти факторы ценяться ещё выше. Рассмотрим же самые распространённые схемы подключений нескольких котлов. Для частных домов, коттеджей и таун хаусов это обычно параллельное или последовательное подключение твердотопливного и газового котла (или электрического). Для больших площадей, например на производствах популярна схема каскадного подключения котлов.

Параллельное подключение котлов

параллельное подключение газового и твердотопливного котлов

Естественно, такая схема подключения требуется дополнительного оборудования, а следовательно её стоимость возрастает.

Для реализации схема потребуется запорно-регулирующая арматура — вентили, байпас, группа безопасности, трёхходовой клапан.

Переключение между источниками тепла можно реализовать в автоматическом или ручном режиме. Для автоматического переключения требуется как минимум термостат и сервопривод. Ниже приводится схема подключения твердотопливного котла и газового в одну систему.

В реальности разница в цене между двумя схемами не столь велика и выбирать между схемами подключения лучше доверить профессионалам. Наши инженеры могут в деталях объяснить преимущества и недостатки каждого решения применительно конкретно к вашей задаче по монтажу котельной.

Каскадное подключение котлов

Каждый котёл по факту является ступенью мощности в системе. Обычно такой подход применяется для коммерческих объектов с большой площадью, с высокими потребностями и необходимостью резервирования. Управление системой отопления производиться посредством контроллера, который обеспечивает автоматическое включение и отключение котлов при возникающих потребностях в поддержании температуры.

Преимущества использования каскадной схемы подключения котлов

Выход одного котла из строя не несёт в себе угрозы отключения всей системы.

Обслуживать несколько котлов малой или средней мощности проще чем один мощный.

Котлы малой и средней мощности проще и дешевле транспортировать и размещать в помещении.

Меньший износ каждого следующего в каскаде котла.

Недостатки использования каскадной схемы подключения котлов

Высокие затраты на запорно-регулирующую арматуру.

Усложнение разводки системы (гидравлической, газовых магистралей, электроснабжения) и рост стоимости. Ведь подающая и обратная магистраль для каждого котла должна быть подключена параллельно, во избежание перетока воды между контурами.

Больше времени занимает монтаж.

Виды каскадного подключения котлов

Виды «каскадов» зависят от типа котлов, а точнее типов используемого топлива и горелок (или возможности ступенчатой регулировки, применительно к электрокотлам). Твердотопливные котлы для подобной схемы не используют. Обычно это или газовые, или электрические котлы.

Простой каскад подразумевает использование котлов без модуляции мощности (1 или 2 ступени). Смешанный предполагает использование разных типов котлов. Модулирующий — только с котлами имеющими гибкую модуляцию мощности.

Если вы решили установить комбинированную систему отопления стоит знать ещё одну важную вешь. Не только стоимость и бренд оборудования играет роль в надёжности эксплуатации системы, её эффективной работы. Наиболее важная часть это грамотный проект и квалифицированный монтаж с пуско-наладочными работами. Если на стадии проекта допущена ошибка — вы не получите той эффективности работы. Если есть ошибки при монтаже — не получите желаемого срока эксплуатации. Если безграмотно проведён запуск системы отопления — не факт что сможете всё правильно настроить сами.

Типы и принцип работы

Имеется 2 основных типа электрокотлов:

1. Электродный.
2. Индукционный, –

При этом, все остальные являются всего лишь модификациями одного из этих видов. Электродный котел зачастую также носит название ионного, так как в нем происходит превращение электрической энергии в тепловую.

Конструкция занимает минимальное количество места, причем его закрепляют непосредственно на трубе, его даже не придется прикреплять к стене. На всякий случай его сажают на 2 самореза, однако в этом нет необходимости.

Внешне он похож на небольшой кусок трубы, длина которого составляет порядка 40 см. В торцевой части обогревателя находится стержень из металла, а с противоположной стороны обогреватель заварен либо в нем находится специальный патрубок, за счет которого осуществляется перегон теплоносителя по всех системе.

Конструкция предусматривает наличие 2 патрубков, куда вставляются трубы для обратки и подачи:

1. Один из них может находится в торцевой части, а второй установлен под прямым углом в боковой части.
2. Их зачастую устанавливают с боковых частей перпендикулярно всей остальной конструкции и таким образом, чтобы они стали параллельны друг другу.

принцип работы

Данный котел имеет следующий принцип работы: катод (положительно заряженный электрод) и анод (отрицательно заряженный электрод) помещены в теплоноситель. Находясь под напряжением, они запускают перемещение ионов. Их полярность время от времени меняется, в частности, один заряженный ион будет менять свой заряд с одного на другой примерно 50 раз в секунду.

Это, в конечном счете, приводит к тому, что в жидкости из-за подобного движения ионов возникает трение, что вызывает повышение температуры.

Такая технология приводит к возникновению некоторых недостатков:

1. Теплоноситель в любом случае будет находиться под напряжением.
2. Его придется перед заливкой в батареи подготовить с точки зрения содержания солей.
3. Незамерзающие жидкости в отопительной системе использовать категорически запрещается.

Индукционные котлы, работающие на электрическом токе, производят нагрев теплоносителя с помощью магнитного поля, которое возникает от электрического тока.

Вся эта конструкция довольно простая и включает в себя следующие элементы:

• корпус;
• утеплитель;
• сердечник, где будет прогреваться теплоноситель;
• катушка;

Ключевым отличием от электродной конструкции является то, что в индукционных котлах жидкость полностью изолирована от токопроводящих элементов, поэтому она не будет находиться под напряжением.

Обмотка катушки, выполненная из медной проволоки подключается к сети через специальную систему управления. Благодаря этому, в катушке возникает магнитное поле. Оно будет разогревать трубу, выполняющую роль сердечника, а та уже будет отдавать некоторое количество тепла воде. При этом, корпус отопительного котла будет по-прежнему оставаться холодным, так как в его конструкции есть слой утеплителя.

Следует также сказать, что сердечник выполнен не прямым, а имеет изогнутую форму, иногда в виде спирали, чтобы теплоноситель проходил по нему значительно дольше. Срок службы такого котла составляет минимум 25 лет. Через это время будет ржаветь труба, представляющая собой сердечник.