Как сделать электродный котёл своими руками

Электрические системы отопления удобны, неприхотливы в обслуживании и достаточно просты в установке. Кроме привычных ТЭНов, в последнее время становятся популярными электродные (ионные) нагревательные устройства. Изготовить электродный котёл своими руками несложно, потребуются минимальный инструмент и навыки работы со сварочным аппаратом, а также нужно следовать общим рекомендациям.

Тёплый элемент

Принцип работы ТЭНа фактически повторяет принцип работы обычного электрического чайника. С одним лишь отличием — вода из бака-теплообменника после нагрева поступает в систему отопления.

Циркуляцию воды в замкнутой системе отопления дома обеспечивает базовый физический закон, согласно которому нагретая жидкость поднимается вверх. По сути, для создания работоспособной системы отопления всего этого уже вполне достаточно.

Дальнейшее усложнение конструкции электрического котла и обрастание его дополнительными компонентами призваны увеличить эффективность агрегата, безопасность и удобство использования. Количество различных «наворотов» конструкции зависит от модели котла и именитости производителя. Агрегаты подороже имеют обширный список различных опций. А дешёвые предлагают лишь необходимый минимум базовых возможностей.

Устройство и принцип работы

В основе такого способа нагрева теплоносителя лежит процесс хаотичного перемещения ионов воды под воздействием переменного электрического тока. Любой подобный котёл состоит из массивного электрода, на который подаётся напряжение, а в качестве второго электрода с нулевой фазой выступает металлический корпус нагревателя. Дальнейший процесс напоминает электролиз, только ионы движутся не от катода к аноду, а хаотично перемещаются в разные стороны с частотой 50 Гц.

Устройство электродного котла

Электролит обладает плохой проводимостью и большим сопротивлением, чем сталь или алюминий, поэтому при прохождении через него электрического тока происходит выделение тепловой энергии. Мощность устройства рассчитывают по формуле: P=U*I, где U – подаваемое напряжение (В), а I – сила тока (А).

Преимущество такой схемы перед ТЭНом заключается в отсутствии промежуточной теплоизоляционной прослойки между нагревательным элементом и теплоносителем, что обеспечивает максимально возможный КПД. Фактически вся подаваемая электроэнергия преобразуется в тепловую.

Схема преобразования электроэнергии в тепловую

Это важно! Концентрация соли в электролите влияет на сопротивление жидкости и определяет максимально возможный протекаемый ток. Информация об этом содержится в справочниках или инструкции по эксплуатации заводского котла.

Делаем электрический котел отопления

Индуктивный

Разберемся, как сделать правильно электрический котел и на основе этого выберем подходящий принцип работы и составим для себя пошаговую инструкцию сборки. Сегодня можно найти схемы для производства котла практически любой сложности.

Чтобы сделать простой индуктивный аппарат, нам нужно приобрести сварочное устройство. Его мощность подбирают в зависимости от нагрузки на будущий котел. Также нам нужна будет стальная проволока, пластиковая труба и набор инструментов.

Корпусом будет служить полуметровый кусок пластиковой трубы. Чтобы сделать нагревательные элементы, кусачками режем стальную проволоку на отрезки, длиной 5 см. С одной стороны трубки ставим сетку и засыпаем порезанную проволоку внутрь. С другой стороны также закрывает трубку сеткой, чтобы проволока не высыпалась. С двух сторон врезаются патрубки для последующего подключения к отопительной системе.

Читайте также:  Виды солнечных тепловых коллекторов для отопления дома

На трубу аккуратно наматываем проволоку, чтобы получилось не менее 90 витков. Ее концы подключаются к сварочному аппарату. Сверху витки изолируются. Такого устройства в паре с радиатором вполне хватит для обогрева одной комнаты или для гаража.

Чтобы самому сделать более мощный индукционный котел из сварочника, нужно в качестве основы взять металлическая труба, заизолировать ее поверхность и сверху намотать витки проволоки. Нагревательным элементом здесь послужит стержень или трубка меньшего диаметра. Включать в сеть такой аппарат можно только при наличии внутри воды, так как он очень быстро нагревается.

ТЭНовый

Главным элементом самодельного котла будет ТЭН, который будет греть теплоноситель. Он продается в магазинах запчастей для бойлеров. В зависимости от площади помещения, которое будет обогреваться, подбирается соответствующая мощность.

Где установить и как

Подключение электрического котла к системе отопления простое. Большое значение имеет напряжение, ориентируясь на которое, нужно правильно рассчитать схему установки и выбрать подходящую модель.

По мощности выделяется два вида: напольные и настенные. У первого мощность выше –  более 60 кВт.

Для электрогенератора любого типа мощностью более 12 кВт необходима трехфазная сеть. В остальных случаях достаточно двухфазной. При установке нижний патрубок должен располагаться ниже радиатора, чтобы вода (масло или антифриз) не задерживалась в системе.

Для установки чаще всего выбирают кухню либо какое-то нежилое помещение. Важно отсутствие на стене, где будет висеть котел, горючих материалов.

Совет № Дополнительные контуры

Выбирайте электрокотёл с возможностью поддерживать дополнительные контуры и коммуницировать с буферными ёмкостями отопления

Сегодня на рынке уже есть электрические котлы, которые могут поддерживать до восьми дополнительных контуров и управлять ими. Соответственно, не придётся тратиться на организацию сложной системы, так как эти теплогенераторы самостоятельно и эффективно решают задачи по нагреву горячей воды, поддержке линии рециркуляции ГВС, коммуницируют с буферными ёмкостями.

Vitotronic 100

«Наличие накопительной буферной ёмкости позволяет полностью отапливаться по ночному тарифу в добрую половину зимних дней, — поясняет Игорь Кениг, руководитель Академии Viessmann в России. Главное — правильно рассчитать объём буфера. Для этого нужно учесть тепловые потери дома, тип используемого теплоносителя — воду или антифриз, количество радиаторов, наличие тёплого пола. Но для упрощённого подбора покупателям наших электрокотлов Vitotron 100 мы советуем пользоваться правилом: 30–50 литров объёма буферной ёмкости на каждый киловатт теплогенератора».

Эксперт предупреждает, что использование в качестве теплоносителя антифриза не поможет сэкономить. При подключении накопительного резервуара этой жидкостью потребуется заполнить весь объём буферной ёмкости, что может существенно ударить по кошельку.

Подключение электродного электрокотла

Обратите внимание на то, что насос стоит неправильно.

Электродный котел – самый маленький представитель в нише нагревателей для дома. Несомненно, есть разные модели, с несколькими электродами, но самый распространенный и известный маленький одноэлектродный котел. Устанавливаться на контур такой агрегат может как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Помимо этого схема подключения электрического котла в систему отопления может состоять из нескольких нагревателей. Их можно собирать в своеобразные регистры из котлов путем последовательного или параллельного соединения.

Читайте также:  Выбор котла для отопления частного дома

Прибор не имеет встроенной группы безопасности, поэтому в схеме подключения электрокотла отопления после него на подаче предусматривается:

  • манометр;
  • воздухоотводчик;
  • аварийный клапан.

Очень важно сделать надежное заземление. Теплоноситель нагревается электрическими волнами, если отвалится заземление, дотронувшегося до труб, ударит током.

Приборы до семи киловатт работают от 220 вольт. Более мощные агрегаты нуждаются в сети 380 вольт. Расположение контактов на электродном котле:

  • электрод – это фаза (один или три контакта, в зависимости от сети 220 или 380 вольт);
  • корпус – это ноль и заземление.

Электрическая схема подключения электрокотла отопления:

На этой схеме показано, как подключить электродный котел к трехфазной сети.

На электрод подходят только фазные провода, а на корпусе есть два контакта с нолем и заземлением. Подключение насоса осуществляется через блок управления. Минимально, что должно быть в комплекте при подключении электрокотлов отопления – это датчики температуры, которые регулируют работу нагревателя. Возможно собрать любое управление, подходящее под ваши условия эксплуатации. Перед электродным котлом нужно ставить насос, несмотря на то, что даже без него котел способен поднимать воду на несколько метров. Подключение электрического котла отопления ионного типа невозможно без солевой подготовки теплоносителя.

Такие агрегаты могут работать, только если вода в системе будет иметь определенный уровень соли. Регулируя количество соли в воде, можно уменьшать или увеличивать сопротивление теплоносителя. В паспорте котла есть табличка, в которой указаны необходимые параметры для работы нагревателя, такие как сила тока. Она обратно пропорциональна количеству соли в теплоносителе. Для контроля качества и состава теплоносителя лучше установить для него специальный фильтр.

Чтобы сделать водяное отопление своими руками понадобится инструмент и минимальные навыки. Особо сложного ничего нет, если все делать своевременно и правильно.

Интересные факты про отопление загородного дома водородом можно прочитать по этому адресу.

Основные виды котлов и регулирование температуры

Существует несколько типов котлов: твердотопливные, газовые, электрические и работающие на жидком топливе.

Котлы получили широкое распространение по всему миру. Есть отечественные образцы, есть котлы и импортного изготовления. Материал изготовления сталь или чугун. Простой в эксплуатации, экономичный, с функцией регулировки температуры теплоносителя. В более дешёвых моделях эта функция реализуется с помощью специального устройства – термоэлемента.

Конструктивно термоэлемент представляет собой металлическое изделие, геометрические размеры которого под воздействием температур уменьшается либо увеличивается (в зависимости от степени нагрева). А от этого меняется, в свою очередь, положение специального рычага, который закрывает и открывает заслонку тяги. На фотографии показан образец такого регулятора:

Котел с контроллером температуры

Газовые котлы – самые распространённые и дешёвые в эксплуатации агрегаты. Котлы бывают одноконтурные и двухконтурные. Одноконтурные котлы имеют один теплообменник и предназначены только для отопления. Схема включения представлена на рисунке ниже:

Схема включения одноконтурного котла

Двухконтурные котлы имеют два теплообменника и предназначены для отопления и получения горячей воды. Схема включения котла представлена ниже:

Схема включения двухконтурного котла

Некоторые котлы имеют отдельные регуляторы для температуры отопления и горячей воды.

Тэновые электрокотлы – традиционный выбор

Технология производства устройств данного образца прошла несколько этапов усовершенствования. Они максимально удобны, стоят недорого и прослужат в течение долгого периода времени. ТЭНовый агрегат характеризуется следующими преимуществами:

  • Нагревательная спираль быстро отдает тепло.
  • ТЭН можно заменить отдельно при его выходе со строя.
  • Высокая степень надежности и минимальный риск возникновения аварийных ситуаций.

Здание удается прогреть в течение 15 минут после запуска электрокотла.

Варианты монтажа ЭОУ

Двухпроводная система с верхней разводкой

Двухпроводная система с верхней разводкой

Однопроводная система с нижней разводкой

Однопроводная система с нижней разводкой

Параллельное подключение

Параллельное подключение

Параллельное подключение нескольких установок

Параллельное подключение нескольких установок

Важно! При установке ЭОУ обязательно необходимо установить счетчик электроэнергии, рассчитанный на силу тока не менее 1А; соблюдать сечение провода такое, как предписывает инструкция; контур заземления – в обязательном порядке.

Правила эксплуатации

Для того чтобы прибор прослужил долго, необходимо придерживаться некоторых правил при эксплуатации:

  1. Расстояние от обогревателя до любого объекта должно составлять не меньше 500 мм.
  2. Нельзя ставить агрегат под оконный проем.
  3. Специалисты не рекомендуют оставлять прибор включенным на ночь, это можно делать только в том случае, если внутри него есть термостат, который регулирует периодичность работы.
  4. На обогревателе не следует сушить вещи.

Энергоэффективность в наше время считается одним из актуальных критериев при выборе отопительных устройств, поэтому следует внимательно подходить к покупке обогревателей. В отличие от конвективного отопления (центральное, масляные радиаторы), инверторные приборы позволяют прогреть ту часть воздушной массы, где находятся люди, что весьма удобно и выгодно.

Индукционный

Работа индукционных моделей основывается на физическом явлении «индукция», которое происходит во взаимодействующих между собой катушках. Они по праву занимают лидирующие позиции на рынках.

Если говорить о преимуществах, следует отметить:

  • Очень высокий КПД, достигающий 99% — таким образом вся электроэнергия, за которую приходится платить, преобразуется в тепло
  • Экономичны и эффективны при взаимодействии с системами теплый пол
  • Могут одновременно использоваться для ГВС (горячее водоснабжение)

Единственным недостатком может стать стоимость подобного оборудования. Оно легко устанавливается, но в случае поломки требует ремонта профессиональным мастером.

Трубы для электрических котлов

Вопрос выбора труб для отопления достаточно важен и всегда требует массы усилий. Впрочем, установка электрического котла в частном доме особых требований к трубам не предъявляет – вполне можно использовать те же металлические, пластиковые и металлопластиковые трубы, которые используются для обустройства любых отопительных систем.

Трубы для электрических котлов

Нюансы возникают только при использовании полипропиленовых труб:

  1. Монтаж электрического котла отопления своими руками возможен только при использовании труб, армированных алюминиевой фольгой – данный материал компенсирует температурное расширение трубы при нагреве и снизит его в несколько раз. Очень важно, чтобы подключение электрокотла к системе отопления выполнялось специалистом.
  2. Длинные прямые отрезки трубопровода нужно обязательно оборудовать компенсаторами. Подойдут компенсаторы любого типа – П-образные, кольцевые и сильфонные. Данные элементы предотвратят изгиб труб при прохождении через них разогретого теплоносителя.
  3. Крепить прямые участки трубопровода можно только подвижными креплениями, например, скользящими хомутами.
  4. При прокладке труб в стенах штробы нужно делать с небольшим запасом – это позволит предотвратить разрушение заделки штроб при расширении трубопровода.