Как сделать электрокотел экономным

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 05.09.2024

Самый экономичный способ отопления частного дома – котел на магистральном газе. Но часто, по объективным причинам, такая возможность есть далеко не везде. На условном втором месте по стоимости тепловой энергии стоят твердотопливные котлы или отопление от камина/печи с закрытой топкой (если дом небольшой), но если учесть необходимость хранения топлива и сложность обслуживания, такой способ отопления нравится не всем. Для хранения сжиженного газа нужны дорогостоящие емкости. А жидкое топливо кроме сложностей с хранением, отличается дорогостоящим оборудованием и плохими экологическими характеристиками. Всех этих недостатков лишено электрическое отопление частного дома. Кроме одного – высокой стоимости энергоносителя. Хотя и в этом случае есть возможности снизить нагрузку на семейный бюджет. Какими особенностями обладает отопление дома электричеством, самый экономный способ, которым можно обогреть дом при помощи энергии, рассмотрим в нашей статье.

Какие обогреватели не подходят для системы отопления

Иногда приходится читать несправедливую критику в адрес некоторых типов отопительных приборов. Их критикуют не за реальные недостатки, а за вымышленные. Хотя в конце критики выводы делают полностью правильные – эти приборы можно использовать только как вспомогательные обогреватели, а построить экономичную систему отопления с их помощью нельзя.

Видео описание

В нашем видео поговорим об отоплении в частном загородном доме. У нас в гостях автор и ведущий канала Тепло-Вода Владимир Сухоруков:

Масляный радиатор

Считается неэкономичным – критики утверждают, что его не стоит использовать в качестве обогревательного прибора из-за высокого расхода электроэнергии и низкой отдачи. Но именно у этого типа устройства один из самых высоких КПД – около 98%. То есть, практически всю электрическую энергию он преобразовывает в тепло (закон сохранения энергии еще никто не отменял), а те незначительные потери в 2% приходятся на сопротивление внутренних стенок радиатора теплоносителю. Да, он инерционный – долго разогревается, но и долго остывает.

На заметку! Соответственно, при использовании масляного радиатора будет долго прогреваться помещение, в котором он используется.

Но это свойство всех батарей, в том числе и водяного отопления, у которых основной способ передачи тепла – это излучение, которое работает медленно.

В защиту масляных радиаторов скажем, что это все-таки устройства для временного локального обогрева и от них никогда не требовалась высокая энергоэффективность.

Тепловентилятор

КПД такого прибора немного ниже, чем у масляного радиатора (часть электроэнергии уходит на работу вентилятора), но не очень сильно отличается, если учитывать что мощность двигателя самого вентилятора небольшая (около 50 Вт из общих 1 или 2 кВт). Достоинство – очень быстрый прогрев помещения. Недостатки – постоянный уровень шума (пусть и незначительный) и перенос пыли по всему помещению. А главный недостаток у этих бытовых приборов – ручная регулировка мощности и призрачная возможность создания на основе тепловентиляторов автоматизированной системы отопления

Тепловентилятор самый компактный отопительный прибор, и он отлично подходит для обогрева небольшой зоны Источник romb.ua

Поэтому еще раз необходимо подчеркнуть, что основная причина из-за которой какие-то виды электрических обогревателей не подходят для отопления дома – это не КПД (он почти у всех выше 95%), а невозможность автоматизации управления системой. Именно этот фактор не позволяет оптимизировать работу системы отопления, а без этого сделать обогрев дома электричеством дешево – невозможно.

Эффективные способы отопления электричеством

Отопление электричеством в частном доме имеет основные преимущества перед всеми другими – это простые и точные методы контроля и регулирования работы всех узлов и элементов. Даже датчики и отображение информации о рабочих режимах точнее, чем у оборудования на других видах энергоносителей.

Когда речь идет не просто о локальном обогреве, а о СИСТЕМЕ отопления, то это значит следующее:

Отопление работает не только когда в доме кто-то есть (поэтому печь дровяная - это не система ).
Можно управлять системой (настраивать, регулировать) в том числе удаленно. Поэтому просто включенный в розетку масляный радиатор или тепловентилятор - это не система отопления.

Индивидуальное электроотопление частного дома имеет четыре варианта систем обогрева:

автономные системы водяного отопления на основе электрических котлов:
использование инфракрасных керамических обогревателей;
электрические конвекторы с электронными термостатами;
электрические конвертеры с инверторными термостатами.

Видео описание

Отличия между отоплением на газу и электричеством рассмотрены в этом видео:

Отопление электрическим котлом

Это классическая схема системы автономного отопления. Есть два варианта нагрева теплоносителя – косвенный и прямой.

Электрические котлы косвенного нагрева бывают двух типов: ТЭНовые и индукционные.

Устройство и принцип работы ТЭНовых котлов довольно просты – есть нагревательная спираль, заключенная в герметичную металлическую оболочку с диэлектрическим теплопроводным наполнителем, тепло от спирали через наполнитель передается на поверхность оболочки ТЭНа, с которой контактирует теплоноситель системы отопления.

Особенность электрических котлов прямого нагрева в том, что вода выступает не только теплоносителем, но и является частью электрической схемы – через нее проходит переменный ток между электродами. Откуда и название котлов – электродные.

Инфракрасные обогреватели

Есть несколько видов обогревателей, использующих в качестве передачи тепловой энергии излучение (радиацию). При использовании любого из них надо учитывать, что излучением в первую очередь нагреваются предметы, стоящие на пути инфракрасного излучения, а затем от них, за счет вторичной конвекции, греется воздух.

Видео описание

Наглядно про инфракрасные обогреватели на видео:

Есть три принципиально разных по устройству типа инфракрасных обогревателей:

рефлекторы, у которых спираль накаливания заключена в колбе из кварцевого стекла;

пленочные – с карбоновым напылением на полимерной пленке.

Отопление дома электричеством первого типа тип относится к обогревателям, работающим в коротковолновом диапазоне ИК излучения.

Такие устройства можно использовать как дополнительный обогреватель, но не в качестве базового элемента системы отопления частного дома электричеством.

Недостатки – самый низкий КПД (за счет видимой части излучения), отсутствие точной регулировки температуры и высокая температура корпуса.

Второй тип прибора работает в мягком длинноволновом диапазоне. Максимальная температура керамической панели не превышает 90°C, но на корпусе она еще ниже. Есть два типа управления – механический и электронный термостат. Первый вариант предполагает ручное управления и его точность невысока. С помощью электронных термостатов можно выставлять температуру с точностью до 1°C.

Инфракрасная панель настолько безопасна, что ее можно вешать на деревянные стены Источник centr-tepla.in.ua

Особенность пленочных обогревателей в том, что они нагревают не воздух, а предметы в зоне излучения (а предметы потом воздух). Поэтому их нецелесообразно использовать дома как основную систему отопления. Зная это свойство нагревательных пленок можно использовать их в нужном месте – где человек находится непосредственно в это время, на открытых верандах, гаражах. Включил, и сразу тепло, уходя – выключил, чтобы не греть улицу или гараж в котором никого нет.

Конвекторы

Корпус конвектора не только служит защитой нагревательного элемента, но и увеличивает скорость восходящего потока. За счет этого, при одинаковой мощности, обогрев помещения происходит быстрее, чем от батареи водяного отопления.

У конвекторов есть три вида термостатов – механические, электронные и в последнее время – инверторные.

Инверторный термостат (блок управления) в отличие от механического и электронного термостата, которые работают в режиме вкл/выкл, управляет работой конвектора по иному принципу – с автоматическим изменением мощности нагрева, что позволяет достичь высоких показателей энергоэффективности. Такая экономия может достигать 40-70% электроэнергии, по сравнению с привычным всем on/off конвектором.

Причина этой экономии в таком понятии как гистерезис: это разница температур, при которой термостат включает прибор и выключает. Конвекторы с механическим или электронным термостатом включаются и выключаются не при точном достижении установленной температуры, а с заранее предусмотренной производителем погрешностью. Это делается для того, чтобы обогреватель не включался и выключался с высокой частотой (чем меньше гистерезис – тем выше эта частота). В этом случае автоматика быстро бы вышла из строя. Поэтому такие конвекторы всегда имеют разницу между включением и выключением в несколько градусов, как бы точно они не измеряли температуру. И вот эти лишние градусы on/off конвекторов и расходуют лишнюю электроэнергию.

Конвектор с инверторным термостатом работает по другому алгоритму: у него нет таких параметров, как температура включения и выключения нагревателя. Инверторный термостат не отключает/включает нагрев, а автоматически уменьшает/увеличивает мощность нагрева в зависимости от разницы температур и скорости изменения этой температуры.

Преимущества построения системы отопления дома на базе конвекторов Electrolux с инверторным регулированием

С появлением конвекторов с инверторным регулированием нагрева, использование электрических конвекторов как полноценной системы отопления дома становится наиболее предпочтительным и экономически целесообразным. Обычные электрические конвекторы любого производителя (т.е. конвекторы, работающие по принципу вкл/выкл) широко используется для временного обогрева, когда наступают осенние похолодания, но для постоянного использования в загородных домах они слишком энергозатратны.

Рассмотрим систему отопления дома на базе инверторных конвекторов Electrolux ECH/AG2 - TUI3.

Это конвекторы с инверторным блоком управления третьего поколения (TUI3) и технологией Transformer System. Данная технология предполагает самостоятельный выбор комплектации: отопительный модуль необходимой мощности: 1, 1.5, 2, 2.5 кВт с комплектом кронштейнов для настенного крепления (базовая часть), съемный блок управления digital Inverter (для инверторного управления), шасси для напольного крепления, wi-fi модуль для подключения конвектора к сети интернет (опции на выбор). Существуют еще два типа съемных блоков управления: механическое управление (TUM) и электронное (TUE). Но при комплектации этими блоками управления конвектор работает по обычному вкл/выкл алгоритму.

Преимущества системы отопления на инверторных конвекторах Electrolux по сравнению с системой отопления на электрическом котле и водяных радиаторах

Система отопления, построенная на инверторных конвекторах имеет ряд преимуществ перед отоплением электрокотлом. Она значительно дешевле по стоимости оборудования, дешевле и быстрее по монтажу, эстетичнее, не требует прокладки труб, надежнее. Но главное инверторная система отопления потребляет меньше электроэнергии, чем система с электрическим котлом и радиаторами. По результатам испытаний научной группы Московского энергетического института (МЭИ) такая экономия может составлять до 40%. По мнению специалистов МЭИ это объясняется рядом факторов:

система на электрокотле значительно инерционнее, она гораздо медленее реагирует на изменение текущей температуры из-за переноса тепла по трубам жидким теплоносителем и разной протяженности труб от электрокотла до радиаторов;
скорость прогрева помещения при использовании системы на инверторных конвекторах значительно быстрее так как нет необходимости прогревать инфраструктуру системы отопления;
измененный по сравнению с обычными on/off-конвекторами принцип работы инверторного блока управления (термостата).

Работа системы на инверторных конвекторах более комфортна, поскольку значительная часть тепла (порядка 75 %) передаётся конвекцией, а не излучением. У водяных радиаторов на конвекцию приходится менее 20 % передаваемой тепловой энергии.

Если имеется ограничение электрической мощности для дома, в инверторной системе отопления предусмотрено использование специального контроллера, позволяющего настроить каскадные включения/выключения конвекторов, ограничения по мощности, не допуская их одновременной работы и пиковой нагрузки на электрическую сеть.

Видео описание

В этом видео показаны исследования группы Московского Энергетического Института, которая сравнила классическую схему отопления с системой на базе инверторных конвекторов:

Видео описание

Что лучше выбрать: электрокотел или электроконвектор – наглядно в этом видео:

Пример реальной системы с интеллектуальной схемой управления электрическим отоплением дома

В качестве итога – как оптимизировать электроотопление

Кроме грамотного подбора нагревательного оборудования, эффективная и оптимальная (с точки зрения затрат) система отопления электричеством возможна лишь при комплексном утеплении дома – начиная от цоколя и заканчивая крышей. В противном случае, затраты на обогрев продуваемого дома будут значительно выше, даже несмотря на высокий КПД самого обогревателя, и отопление дома электричеством дешево вряд ли получится.

Мысль о том, как сделать электрокотел своими руками, посетила меня после покупки негазифицированной дачи. Есть 3 достойных модели для изготовления — это ТЭНовые, электродные (или ионные) и индукционные котлы. Все эти варианты я испробовал и теперь расскажу вам о тонкостях самостоятельной сборки этих котлов.

Самодельный электрический котел — это хорошая альтернатива центральному отоплению.

Готовим инструмент

Перед тем как сделать любой электрический котел, нужно позаботиться о хорошем инструменте — это, пожалуй, наиболее слабое место. Собрать сами агрегаты несложно, но, к примеру, без сварочного аппарата это нереально.

Без сварочного аппарата собрать хороший домашний электрокотел не реально.

Сварочный аппарат — лучше брать инверторный сварочник (цена начинается от 4700 р.);
Резак — газовым резаком нужно уметь работать, поэтому для домашнего пользования берите плазменные модели (цена от 4300 р.);
Болгарка — желательно иметь 2 болгарки, большую под диск 230 мм (цена от 2800 р.) и маленькую под диск 125 мм (цена от 1800 р.);
Электродрель;
Штангенциркуль;
Молоток;
Керн;
Рулетка.

Вариант №1. Собираем котел на электрических ТЭНах

Электрокотел на ТЭНах можно смело назвать классикой, этот вид нагревателей известен уже более полувека.

Как работает котел на ТЭНах

Принцип работы всех агрегатов, в которых используются ТЭНы, одинаков. Котел, бойлер и даже электрочайник функционируют аналогично: на нагревательный элемент, в данном случае это ТЭН, подается напряжение, ТЭН нагревается и от него нагревается жидкость.

Схема отопительной системы с ТЭНовым котлом.

Достоинства:

Большой выбор ТЭНов с разной мощностью и конфигурацией;
Может использоваться в любой жидкостной системе отопления;
Напряжение подается только на ТЭН, корпус котла изолирован;
Неприхотлив в обслуживании;
Легко регулируется при минимуме управляющей автоматики.

Недостатки:

Высокое энергопотребление, принято считать, что 1 кВт мощности может обогреть 10 м?;
На ТЭНах активно оседает накипь, в среднем 1 раз в год агрегат нужно чистить;
ТЭНы не могут работать без жидкости, поэтому желательно устанавливать датчик холостого хода.

Как собрать котел на ТЭНах

От бытовой сети с напряжением в 220 V и частотой 50 герц могут безболезненно работать агрегаты мощностью до 6 кВт, для котлов с более высоким энергопотреблением желательно монтировать отдельный ввод и делать трехфазную разводку.

Иллюстрации	Рекомендации
	Материал.

В большинстве патрубков я нарезал внутреннюю резьбу, но это не принципиально. Если вам легче работать с наружной резьбой, то можете нарезать по-своему.

На всех переходниках и патрубках резьбу лучше нарезать сразу.

Сразу заготовьте патрубки с такой же резьбой как на ТЭНах, их нужно вкрутить в переходники, когда вы будете вваривать переходники в свод.

Здесь ничего сложного, размечаем и вырезаем плазменным резаком:

Сразу, полностью обваривать патрубки нельзя иначе их поведет.

Поэтому сначала мы прихватываем элементы в нескольких точках, дальше проверяем и подравниваем, если нужно (просто постукиваем молотком) и только после этого накладываем сплошной шов.

Вырезаем из швеллера площадку под свод;
Прорезаем по центру этой площадки отверстие под патрубок для воздушного клапана и привариваем его;
Сбоку вырезаем отверстие под патрубок для термодатчика и привариваем патрубок;
Зачищаем все болгаркой.

Три вкрученных ТЭНа;
Патрубок для воздушного клапана;
Подача;
Патрубок под датчик термостата;
Площадка для крепления котла на стену;
Обратка;
Площадка под панель управления;
Патрубок под сливной вентиль.

Не обязательно собирать именно такой мощный электрокотел на 3 ТЭНа. Моя задача была показать принцип монтажа, вы же можете делать подобные агрегаты с одним или двумя ТЭНами, на видео в этой статье есть примеры модели поменьше на основе радиатора.

Вариант №2. Изготовление электродного котла

Электродный котел это более прогрессивная разработка. Такие нагреватели начали массово применять в последние 10–15 лет.

Устройство электродного котла

В качестве нагревательного элемента в электродном котле используется собственно сама вода. Котел это металлический корпус, в который вставлен изолированный от корпуса стальной электрод.

К электроду подключается фаза, а к корпусу ноль, когда подается напряжение, ионы воды начинают колебаться с частотой 50 герц, в результате чего жидкость нагревается. Именно поэтому такие агрегаты еще называют ионными.

Общая схема электродного котла.

Габариты у таких агрегатов небольшие, в качестве корпуса используется труба диаметром до 320 мм и длиной до 600 мм, но это максимум, для частных домов делаются ионные котлы почти вполовину меньше.

Схема отопительной системы с ионным котлом.

Достоинства:

Электродные котлы намного экономичней ТЭНовых.

Недостатки:

Ионные котлы очень требовательны к качеству и уровню электропроводности теплоносителя;
Ввиду повышенной опасности поражения током аппараты нуждаются в надежном заземлении;
При попадании воздуха в систему электроды активно коррозируют и быстро приходят в негодность.

Собираем ионный котел

Иллюстрации	Рекомендации
	Материал для корпуса.

Металлическая труба с внутренним диаметром порядка 50 мм и длиной 400 мм;
Монолитный стержень сечением 20 мм, длина 300 мм;
Два переходника с внутренней резьбой.

С торца стержня высверлено глухое отверстие и нарезана резьба под болт 10 мм.

Один патрубок будет ввариваться сбоку, второй с торца трубы. Для начала нам нужно подрезать боковой патрубок, чтобы он плотно прилегал к телу трубы.

Дальше при помощи натфеля и круглого напильника окружность доводится до идеала.

В платформе высверливаем 5 отверстий, 1 по центру и 4 по периметру (как на фото). Диаметр отверстий 10–12 мм.

Для того чтобы прочно прикрепить корпус котла к платформе я приварил с 4 сторон гайки на 12 мм. В них легко проходят болты на 10 мм.

Вырезаем резиновую прокладку чуть больше наружного диаметра котла;
Проделываем отверстие в прокладке по центру и крепим через прокладку стальной электрод;
Устанавливаем корпус котла и прикручиваем его болтами к платформе.

Вариант № 3. Индукционные котлы

Из широко используемых моделей индукционный котел можно считать последней разработкой.

Как работают индукционные нагреватели

Если не вдаваться в тонкости устройства, то индукционный котел — это та же микроволновка, теплоноситель нагревается посредством магнитного поля.

Схема отопительной системы подразумевает работу в заданный интервал времени.

Достоинства:

Безопасность;
Высокий КПД;
В этих агрегатах может использоваться любой теплоноситель, его качество не играет роли;
В индукционных котлах практически не образуется накипь.

Недостатки:

Стоимость индукционных котлов довольно высока;
В этих аппаратах относительно сложная управляющая автоматика. Собрать ее своими руками дилетанту проблематично.

Собираем простой индукционный нагреватель

Когда я начал изучать самодельные индукционные нагреватели, то понял, что инструкция там не простая, да и чертежи довольно сложные для домашнего мастера, но есть интересное решение, о котором я далее и расскажу.

Нам нужно соорудить из профилированной трубы своеобразную плоскую емкость, по которой будет циркулировать вода.

Самое сложное в этой работе сделать все максимально точно. Я нарезал трубу при помощи торцовочной пилы на станине с ограничителем.

Как показано на схеме вода циркулирует змейкой по этому импровизированному радиатору.

Соединительные отверстия должны находиться четко напротив друг друга.

Есть очень важный момент: профилированные трубы не идеально симметричные, с одной стороны они слегка закруглены, а с другой ровные. Если присмотреться, то на фото слева это видно.

Теперь нам нужно проварить все швы между трубами, для этого выкладываем их на идеально ровную поверхность и стягиваем струбциной.

Чтобы заварить одну из сторон емкости я вырезал полосу. Полоса вырезана из той же профилированной трубы, просто болгаркой срезал одну из сторон.

С обратной стороны делаем практически то же самое, с той лишь разницей, что к крайним трубам привариваются патрубки притока и обратки.

По окончании сварочных работ я покрасил всю конструкцию термостойкой краской и приварил петли для навешивания нашего индукционного котла на стену. В принципе все, теперь можно подключать котел к отоплению и пользоваться.

Когда будете покупать печку для своего котла, обязательно проследите, чтобы она могла работать в непрерывном режиме, иначе через каждые 2 часа вам придется перезапускать систему.

Вывод

Каждый из представленных мною котлов многократно проверен и гарантировано будет работать, какой из них выбрать — дело ваше. На видео в этой статье есть множество рекомендаций, а также показаны тонкости процесса. Если у вас есть свои идеи или остались какие-либо вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Небольшой самодельный электрокотел способен обогреть частный дом средних размеров.

Типы
источника нагрева

Типы теплоносителя

Циркуляция

Разводка

Где

Операции

Элементы

Котлы

Электрические системы представляют собой наиболее безопасное оборудование, благодаря которому можно в зимний период создать в помещении комфортную температуру. Коэффициент полезного действия электрического отопительного котла довольно высокий, тем более, для того, чтобы он нормально и стабильно работал в течение длительного времени, не придется расходовать свободное место для укладки горючего материала.

В электрических котлах полностью отсутствует механическая составляющая, благодаря чему их использование становится значительно проще, а также снижается вероятность возникновения неисправности или серьезной поломки.

Конструкция электрического котла подразумевает наличие регуляции температуры. За счет этого система может своевременно отреагировать на любые изменения температурного режима в окружающей среде. Котел либо прибавляет, либо убавляет температуру прогрева теплоносителя в случае необходимости.

Многие котлы отличаются экономичностью, например, для обогрева 30 кубометров помещения требуется затратить всего лишь 4 кВт в сутки. Использование подобных котлов позволяет производить нагрев помещений гораздо больших объемов, нежели у котлов иного рода.

В процессе работы, котел не выделяет никаких вредных или отравляющих веществ типа угарного или углекислого газа. В связи с этим, устанавливать их можно непосредственно в жилых помещениях и использовать для обогрева спальных и детских комнат. Еще одним преимуществом является то, что при установке не придется получать никаких разрешений от соответствующих инстанций.

Электрические котлы можно либо использовать в качестве дополнительного источника отопления или же сделать конструкцию центром системы обогрева. Запитывается этот котел от обыкновенной электросети с напряжением в 220 В. Средняя масса котла составляет 22 кг, его габариты тоже не слишком большие, однако он способен обогреть объем воздуха вплоть до 400 кубометров.

Делаем своими руками

схема ТЭНового электрокотла

Для работы придется использовать некоторые материалы и инструменты:

Угловая шлифовальная машина или болгарка.
Сварочный аппарат любого рода. Лучше всего использовать для этой цели инверторный прибор. Он подойдет в том случае, если опыта сварочных работ. Если он совсем отсутствует, то лучше всего попросить кого-нибудь помочь в этом плане. Все сварочные работы нужно проводить наиболее качественно, чтобы нигде не наблюдалось протечек.
Шлифовальная машинка.
Мультиметр.
Листовая сталь, толщина которой будет составлять минимум 2 мм.
Переходники, которые нужны для подключения конструкции к отопительной системе. (лучше всего приобрести 2 штуки).
Стальная труба – лучше всего покупать трубу диаметр 159 мм, ее длина должна составлять около 50-60 см.

Самостоятельно можно изготовить котлы следующих типов:

одноконтурные;
двухконтурные;
индукционные;
настенные;
напольные;
электродные;
тэновые;

Инструкция по изготовлению:

На первом этапе изготавливают патрубки подключения отопительного котла к системе отопления. В связи с этим, сначала требуется вырезать некоторое количество патрубков из труб, которые были специально для этого подготовлены. Всего понадобится 3 штуки – одну диаметром 3 дюйма и 2 по 1,25 дюйма.
Когда все это сделано, занимаются изготовлением емкости для бака, то есть самую большую трубу, где будет происходить нагревание теплоносителя. Сначала производят разметку на трубе, прорезают в ней отверстие, а края осторожно обрабатывают, чтобы на них не наблюдалось неаккуратных срезов или металлической стружки. К отверстиям приваривают подготовленные патрубки. Теперь из стального листа нужно вырезать два круга, которые по диаметру будут немного больше нежели у трубы, выполняющей функцию обогревающего бака. Это позволит приварить их более точно. Все участки, где расположены соединения, тщательно шлифуют.
К верхней части нужно приварить патрубок диаметром 1,25 дюйма. Впоследствии, к нему будет приварен еще один нагревательный элемент. Когда все это сделано, приступают к приготовлению участка, где будет крепиться первый тэн. Для этого проделывают в днище конструкции 2 отверстия, после чего шлифуют отверстия и устанавливают тэн.
Когда все это сделано, котел подключают непосредственно к самой системе отопления. Это делают при помощи патрубков, сделанных еще в самом начале работ.

Отдельным вопросом является подключение конструкции к электросети. Если нет навыков подобных работ, то лучше обратиться к электрику. Затем занимаются монтажом менее мощного тэна, у которого должен находиться терморегулятор. Его крепят к верхнему патрубку.

Все работы на этом можно считать завершенными. Главное, теперь проверить, насколько получилась работоспособной конструкция. Мультиметром проверяют температуру теплоносителя, которая должна составлять порядка 70 градусов.

Установка и подключение оборудования

Сложнее всего произвести подключение конструкции к электрической сети. Так как приходится иметь дело с обогревательными приборами, придется устанавливать вход на 3 фазы.

Непосредственно в самом электрическом щитке нужно будет установить ряд систем:

автомат;
реле;
тумблер;
предохранитель;
датчик температуры;
различные кнопки управления;
магнитные пускатели и ряд других элементов, если в них имеется необходимость;

В обязательном порядке делают заземляющий контур. Для этого необходимо взять металлический штырь или арматуру, диаметр которой должен составлять приблизительно 15-20 мм, к нему прикрепляют металлический болт. Такую конструкцию размещают под полом жилого дома и пропускают к нему провод, идущий от электрического щитка.

Типы и принцип работы

Имеется 2 основных типа электрокотлов:

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:

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

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:

Теплоноситель в любом случае будет находиться под напряжением.
Его придется перед заливкой в батареи подготовить с точки зрения содержания солей.
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.

Пуск котла

Подготавливать электрический котел к запуску, означает, что его необходимо полностью проверить все соединения, электрическую сеть, заполнение системы водой. Если в проводке будут находиться пережатые или порванные провода, то их нужно будет заменить и тщательно заизолировать. Поступать по другому запрещается, так как в трехфазной сети находится напряжение с приличной силой тока, а замененный участок может пробивать.

Подготовка также подразумевает очистку конструкции от пыли и грязи. Еще следует позаботиться о том, чтобы не допустить скачков напряжения как при первом запуске, так и при дальнейшей работе. Чтобы этого не случилось, устанавливают устройство защитного отключения.

Любой желающий может собрать электрокотел своими руками — по эксплуатационным характеристикам сборные агрегаты мало в чем уступают фабричным изделиям. При ответственном подходе котел кустарной сборки может оказаться даже надежнее и долговечнее машины заводского производства.

Это касается и электрических котлов для прогрева частного дома, известных своей экономичностью и высокой производительностью. Детали для сборки такого оборудования находятся в широком доступе, а сам процесс изготовления может обойтись дешевле, чем покупка готового устройства.

Классификация самодельных котлов

Существует три разновидности электрических котлов. Первый вариант — работающие на ТЭН. Они оснащены трубчатым электронагревателем, который под действием электричества нагревается и передает тепло жидкости. Нагреватель имеет изоляцию, благодаря чему теплоноситель не находится под напряжением.

Второй вариант — индукционного действия. Он укомплектован трансформатором с обмоткой, причем труба отопления выступает в качестве индукционной катушки. Нагрев теплоносителя происходит за счет вихревых токов, возникающих на обмотке.

Наконец, третий вариант, электродный – жидкость является не только теплоносителем, но и является составной частью электрической системы. Собрать электродный котел своими руками довольно просто, но высокие требования предъявляются к электробезопасности этого оборудования.

Конструкция

По сути, самодельный электрический котел представляет собой обрезок трубы со встроенной электрофурнитурой. Это очень удобно, особенно если сделать агрегат съемным: тогда уход и обслуживание техники существенно упростятся.

Если поместить агрегат не в трубу, а в отдельный корпус, то можно установить дополнительные датчики, которые позволят автоматизировать работу системы отопления, повысить КПД и снизить уровень энергопотребления. Кроме того, когда понадобится заменить котел другим, сделать это получится, не нарушая целостность контура системы.

Сложности эксплуатации

Недостатком любого электрического нагревателя является опасность превышения лимита на подключение электрического оборудования в частном доме. Так, совокупная мощность всех используемых в жилище электроприборов не должна составлять больше 15 КВт.

Для обслуживания частного дома площадью около 100 м2 требуется агрегат мощностью не меньше 10 КВт.

Следовательно, подключив электрический котел своими руками, на использование остальных приборов вы отводите всего 5 КВт энергии. Чтобы повысить лимит потребления нужно получить специальное разрешение.

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.

Сечение жилы провода должно соответствовать нагрузке, которую ТЭНы создают: тогда самодельный электрический агрегат будет работать без сбоев.

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.

Сборка индукционного котла

Для изготовления индукционного котла понадобятся:

отрезок пластиковой трубы с толстыми стенками;
медная проволока диаметром 7 мм;
сварочный инвертор мощностью 15 А.

К пластиковой трубе крепят два патрубка, предварительно проделав соответствующие отверстия. Ее внутреннее пространство полностью заполняют обрезками проволоки длиной 40-50 мм.

Затем создается индукционная катушка: проволоку аккуратно обвивают вокруг трубы, общее число витков – около 90. Катушку подключают к инвертору. Полученный самодельный котел отопления монтируют непосредственно в трубопровод, вырезав участок трубы.

Сборка электродного котла

Просто сделать и электродный нагреватель. Для этого мастеру понадобятся:

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

Как и в предыдущих случаях, нужно начать с присоединения патрубков для труб к будущему корпусу котла. С одного конца патрубки приваривают к агрегату, с другого – делают резьбу.

Изготавливая электродный котел своими руками, в корпусе просверливают отверстие для заглушки. К последней крепится электрод, он устанавливается внутри котла. На завершающем этапе самодельный корпус заваривают, устанавливая вырезанные из железного листа крышку и дно.

После очистки сварных швов требуется проверить их на проницаемость. Для этого места сварки покрывают мыльной пеной, а внутри корпуса воздушным прессом нагнетают давление. Там, где появились пузырьки, котел даст течь. Когда все выявленные неисправности устранены, можно обработать корпус эмалированной краской.

Котел будет исправно работать, если вода в системе отопления дома содержит соду. Последнюю добавляют для того, чтобы повысить силу тока: рассчитать этот показатель можно, разделив мощность агрегата на 220.

Читайте также: