Изготавливаем электрокотел своими руками

Давний спор — что лучше — частный дом или квартира. Частный дом это независимость, уединение, свое приусадебное хозяйство и ответственность. Поддерживать тепло в частном доме может стать большой проблемой. Если нет централизованного газоснабжения, остро встает вопрос — как и чем, обогреть дом? Мы расскажем, что выход есть — смонтировать электрокотел для отопления своими руками.

Электрокотел

Это изобретение не новое и не относится к космическим технологиям. Как бы то ни было, суть одна —– нагреть теплоноситель в системе отопления.

У нас есть дом, разводка водяной системы отопления в доме тоже есть. Но нет централизованного газоснабжения, чтобы смонтировать газовый котел. Остается решить, чем этот теплоноситель нагреть. Как вариант, это может быть самодельный электрокотел.

И это неплохой вариант, так как такое оборудование легко разместить и получать тепло, если есть электропитание.

Положительные стороны

Кроме того налицо и другие положительные моменты:

1. Простота монтажа.
2. Компактные размеры.
3. Эргономичность.
4. Для монтажа не нужны особые разрешения.
5. Экологичность — нет вредных выбросов в атмосферу.
6. Бесшумность.
7. Не нуждается в устройстве дополнительной вытяжки или дымохода.
8. Отпадает необходимость в дополнительных помещениях для хранения топлива.

А между тем тут нет ничего трудного. В специальную металлическую емкость, ставятся нагревательные элементы. Емкость связана с системой отопления. Теплоноситель это, как правило, обычная вода.

Вот как раз эту воду и заливают в систему через металлическую емкость. Осталось на нагревательные элементы подать электрический ток.

Под воздействием тока нагревательные блоки становятся горячими и передают свое тепло воде. Горячая вода из бачка устремляется по трубам в радиаторы отопления, обогревая весь дом.

Кажется все просто!

Это схема отопления в принципе.

Её можно дополнить такими нововведениями как:

• устройство контроля и управления системой,
• расширительный бачок,
• циркуляционный насос.
• автоматический регулятор подогрева воды.

Недостатки

Недостатки есть, как же без них. К ним можно отнести:

1. Зависимость от подачи электроэнергии.
2. Накипь, которая образуется на нагревательных элементах, приводит к снижению их эффективности.
3. Размеры расширительного бака — чем выше мощность, тем больше места под размещение нагревательных элементов.

Разновидности

Любой электрокотёл можно разделить по разным признакам:

• Принцип работы,
• Тип установки,
• Регулировка мощности.

По принципу работы

Самодельный электрокотел для отопления вполне возможно изготовить нижеперечисленных типов:

1. Индукционного — нагрев воды происходит с помощью вихревых токов в сердечнике электромагнитного контура.
2. Электродного — жидкость между двумя электродами нагревается за счет проходящего между ними тока.
3. ТЭНового — нагревательные элементы закрытого типа под воздействием тока нагреваются и передают тепло окружающему его теплоносителю.

Тип установки

1. Настенное крепление — более компактный вариант размещения нагревательного котла и соответственно небольшой мощности.
2. Напольная установка — более объемные, но, в принципе, габариты не имеют большого значения, так как в этом варианте есть возможность наращивать мощность нагревательного оборудования.

Регулировка мощности

Собственного говоря, это касается дополнительный возможностей того оборудования которое будет использоваться совместно с котлами отопления. Это различного рода автоматика, которая способна выравнивать температуру теплоносителя в контуре отопления. Она может быть разного исполнения:

• релейной,
• семисторной,
• на магнитном пускателе.

Самодельный электрокотёл

В рамках этой статьи будет рассмотрено три варианта электрокотлов:

1. ТЭНовые,
2. Электродные
3. Индукционные.

И каждый электрический котел для отопления можно сделать своими руками.

Какие понадобятся инструменты

Прежде чем приступить к работе, необходимо позаботиться о специальном инструменте и оборудовании.

Понадобится:

• инверторный сварочный аппарат,
• газовый или плазменный резак,
• УШМ (болгарка),
• электродрель,
• молотки,
• измерительный инструмент (рулетка, циркуль и так далее).

Электрокотел на ТЭНах

Такое отопление самое распространенное. Для нагрева воды в системе отопления использовались ТЭНы, помещенные в специальный резервуар — теплообменник. Это был, по сути, обычный металлический цилиндрический резервуар с врезанным патрубками для подачи и выхода теплоносителя.

Сам нагревательный элемент — ТЭН — металлическая трубка с нихромовой спиралью внутри. Для улучшения теплоотдачи трубки заполнялись кварцевым песком.

При подаче электричества  на спираль, она раскаляется и передает тепло кварцевому наполнителю. Тонкая металлическая трубка ТЭНа нагревается и передает тепло окружающей его воде или другому теплоносителю.

Собственно, в этом и состоит принцип работы таких отопителей. После подачи электричества на контакты нагревательных элементов через 15–20 минут система отопления заполняется горячей водой.

Начинаем делать самодельный электрический котел:

1. Заготовить три патрубка ø13 мм и два ø30 мм.
2. Для нагревательного бака нужен будет отрезок стальной трубы ø219 мм с толщиной стенок 3 мм. Длина заготовки около 65 см. Это наш будущий нагревательный бак. Для патрубков подачи и обратки в корпусе бака вырезаются отверстия соответствующего диаметра. Такие же отверстия необходимо заготовить для врезки патрубков для слива и расширительного бачка.
3. К проделанным отверстиям при помощи инверторного сварочного аппарата привариваются заготовленные патрубки.
4. Из листовой стали толщиной 3–10 мм вырезаем круг под диаметр бака. Его необходимо приварить к одному из торцов трубы ø219 мм. Места сварки тщательно обработать.
5. В основании бака проделать отверстие для монтажа ТЭНа.
6. Котел подсоединить к отопительной системе с помощью патрубков подачи и обратки.
7. Подключить провода к выводным контактам электротэна.
8. Установить терморегулятор.
9. Наполнить конструкцию водой и опробовать её на герметичность.
10. Подать электричество на ТЭНы.
11. Последний этап — покраска.

Котёл отопления на электродах

Более совершенные отопительные котлы на электродах.

Собственно говоря, чисто внешне они похожи, но различается сам принцип нагрева жидкости в котле. Он сам по себе является нагревательным элементом. Второй элемент — изолированный стальной электрод.

Для запуска процесса нагрева необходимо разделить подачу электропитания. На корпус подключается ноль, на электроде — фаза.

При подаче напряжения начинается активное колебание ионных частиц в жидкости. Теплоноситель начинает нагреваться. Ну а дальше горячая вода подымается вверх и уходит через патрубок в отопительную систему. Охлажденная жидкость возвращается обратно в котел.

Преимущества:

• Благодаря небольшим размерам отопителя, его можно разместить в небольших по размеру помещениях,
• Не надо переживать за выкипание теплоносителя. Без воды внутри котла он просто не станет работать,
• Не боится перепадов напряжения,
• Высока скорость выхода котла на рабочий режим,
• Более экономные агрегаты по сравнению с ТЭНовыми устройствами.

Минусы:

• На эффективную работу электродного котла влияет качество теплоносителя,
• Требуется надежное заземление — есть вероятность поражения током,
• Такая система не терпит завоздушивания.

Котельное оборудование индукционного типа

Если среди всех разновидностей котлов для отопления провести своеобразный рейтинг по технологиям — индукционные модели будут на первом месте по инновациям.

Принцип работы электрического индукционного котла

Конструктивно принцип того как сделать электрокотел отопления очень прост.

Понадобится экранированный корпус с теплоизоляцией. Вовнутрь помещают трубу, предпочтительнее из легкосплава, но подойдет и стальная. Ее, в свою очередь, устанавливают в гильзу из диэлектрика.

По верху этой гильзы вручную наматывается медная проволока.

Для теплоносителя нужно будет врезать пару патрубков — подача и обратка.

Когда подключается ток на 220 В он проходит по нашей катушке и создает переменное магнитное поле. Внутри трубы образуются вихревые токи. Они разогревают тонкостенную трубу и воду, которой он наполнен. И всё — процесс запущен!

Есть разновидности, когда несколько трубок небольшого диаметра, установленные параллельно. При таком подходе скорость разогрева девайса увеличивается.

Теперь скорость прогрева улучшилась, но сам прогрев стенок и воды будет слабым. Но если электрический ток пропустить через высокочастотную катушку с дополнительными инвертором и выпрямителем, эффективность электрокотла ощутимо повысится.

Таков в общих чертах принцип работы инверторных котлов. К тому же для наглядности всегда можно найти чертежи установки.

Чтобы собрать электрокотел своими руками классическую схему нужно дополнить:

1. Индуктором — трансформатором с двойными обмотками. Первичная — окружает сердечник и создает электромагнитное поле. В роли вторичной обмотки выступает сам корпус котла. В нем создаются вихревые токи, которые и разогревают воду.
2. Нагревательным элементом. Это, в подобном механизме, сердечник катушки. В электрокотлах он сделан по типу трубы увеличенного диаметра или несколько мелких трубок соединенных параллельно.
3. Инвертор. Нужен для преобразования постоянного электрического тока в высокочастотный. Преобразованный таким образом ток попадает на индуктор.

Понятно что, некоторые элементы системы самому изготовить невозможно. Но недостающие детали нетрудно купить.

Чем хороши такие электрокотлы:

• отопление  отличается высокой эффективностью,
• высоким уровнем безопасности,
• нет ограничений в типе теплоносителя,
• не образуется накипь.

Среди недостатков можно выделить:

• без соответствующего уровня подготовки собрать блок автоматического управления довольно сложно.

Типы электрокотлов для водяных полов

Популярная система теплого пола своими руками — это одна из разновидностей систем отопления помещения. Теплый воздух, от поверхности пола подымаясь вверх, обогревает всё помещение. В отдельных случаях такая система может работать в паре с основной водяной системой отопления всего дома.

Но тут есть одна существенная проблема. Для теплого пола подходят далеко не все электрокотлы. Есть определенные ограничения температурного режима подаваемого теплоносителя.

Нельзя допускать нагрева поверхности тёплого пола больше 55 °С. Этой температуры вполне достаточно для прогрева помещения до комфортной температуры +26–28 °С. Если этот параметр будет нарушен, могут пойти необратимые разрушения самой конструкции полов.

Мало того, после изучения вопроса как сделать электрокотел своими руками, необходимо проявить интерес и обратиться к следующим моментам:

1. Грамотно спроектированные системы теплых полов, требуют установки гребенки с узлом подмеса. Так можно избежать попадания в контур воды, нагретой выше рекомендованных параметров.
2. Кроме того обязательно наличие систем водоподготовки с фильтрацией.
3. Необходимо смонтировать систему подпитки водяного контура.
4. В обязательном порядке предусмотреть заземление.

Сами электрокотлы могут быть:

• разных типов размещения — напольные или настенные,
• электродные или ТЭНовые,
• одно или двух-контурные.

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.

Заключение

Мы перечисли основные модели электрокотлов которые можно изготовить самостоятельно. На каком варианте остановиться каждый решает самостоятельно. Необходимо помнить, что любая система отопления требует одобрения опытных специалистов.

Видео по теме