Как сделать электродный котел своими руками

Электроотопление – обогрев дома, квартиры, производственного помещения при помощи отопительных электроприборов. Характеризующийся большим многообразием применяемого оборудования данный недорогой вид отопления приобрел в последнее время большую популярность среди владельцев частных домов, квартир.

Виды электрического отопления, которые можно использовать в частном доме

Для того, чтобы устроить электрическое отопление в частном доме могут использоваться следующие его виды, которые отличаются как конструкцией, так и способом преобразования электрической энергии в тепловую:

  • — водяное отопление с использованием электрических котлов;
  • — электрические конвекторы (сухие и жидкостные);
  • — масляные радиаторы;
  • — тепловентиляторы;
  • -инфракрасные обогреватели;
  • -теплые электрические полы;

Устроить электрическое отопление частного дома своими руками можно, практически, используя любое из перечисленного оборудования. Для устройства электрического отопления с помощью конвекторов, масляных радиаторов, тепловентиляторов и инфракрасных обогревателей достаточно приобрести их, позаботиться о наличии в помещении отдельной силовой розетки и автомата в электрическом щитке, а также наличия ввода и проводки соответствующего сечения. Поэтому на этих видах мы останавливаться не будем, тем более, что такое электроотопление мы уже рассматривали в статье «Экономичное отопление загородного дома электричеством».

Здесь же мы рассмотрим, как можно сделать своими руками электрическое водяное отопления с использованием электрического котла ТЭН-ового типа. Это более сложный вид электрического отопления, так как требует правильного монтажа и подключения, как самого источника тепла (котла), так и всей системы: труб и радиаторов, запорной арматуры, а также дополнительного оборудования (циркуляционного насоса, расширительного или гидроаккумулирующего бака, блока безопасности и др. Но, в то же время, в этой работе нет ничего особо сложного, чтобы нельзя было её выполнить самостоятельно, особенно используя для этого современные виды материалов: металлопластиковые или пластиковые трубы.

Конструктивные особенности

С конструктивной точки зрения такой котел – это небольшая цельнометаллическая труба с полиамидным напылением (оно выполняет функцию изолятора). К корпусу подсоединены ввод и вывод теплоносителя, а также клеммы питания. С одной стороны в трубу вставляется набор изолированных электродов, в то время как другая герметично запаяна.

Котел электродный

Рассмотрим технические параметры заводских моделей.

  1. Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
  2. Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
  3. Также они могут быть одно- и трехфазными. В первом случае подразумеваются маломощные приборы, используемые в частных домах, во втором – котлы с высокой производительностью, предназначающиеся для объектов промышленного типа.
  4. Оптимальное значение потребления энергии достигается при температуре рабочей жидкости в 75ᵒС. Если показатель выше, то потребление энергии увеличивается, а если ниже, то оно, соответственно, снижается (при минусовых температурах показатель теплопроводности у жидкости ухудшается).

    Принцип работы электродного котла. Сравнение электродного и тенового котлов

По способу подачи теплоносителя ионные приборы могут быть двух типов:

  • открытые системы характеризуются тем, что нагретая жидкость движется естественным путем, передает тепло и направляется обратно в теплогенератор;
  • в закрытых же имеются специальный насос и расширительный бак – они необходимы для начального этапа прогрева рабочей жидкости.

    Обвязка котла

Виды и принцип работы

Не стоит думать, что справиться с поставленной задачей сможет только высококвалифицированный специалист, ведь если не выбирать слишком сложные конструкции, к исполнению которых выдвигается ряд высокотехнологических требований, то сделать твердотопливный котел сверхдлительного горения своими руками сумеет даже простой любитель. При этом выбор конструкции самодельного котла будет напрямую зависеть от того, насколько производительным он запланирован, а также в каком именно помещении его собирается устанавливать мастер.

Огромную роль в этом вопросе играет и тип твердого топлива, поэтому хозяин должен заблаговременно обдумать, чем именно он будет топить после завершения всех работ. В основной перечень входят следующие виды топлива:

  • древесный или каменный уголь;
  • брикеты из торфа;
  • пеллеты (биологическое топливо в виде прессованных гранул);
  • дрова и опилки;
  • горючие отходы любого производства.

Детально проанализировав, какое именно топливо будет оптимальным для отопления, можно приступать к выбору соответствующего типа и схемы конструкции отопительного прибора. Для изготовления твердотопливных котлов своими руками в абсолютном большинстве случаев выбираются такие модели:

  • Классический тип, который прекрасно подходит не только для отопления помещений, но и для нагрева воды с последующим ее распределением по системе водоснабжения. Отличительная характеристика такой конструкции заключается в использовании теплообменника, выполненного из стали или чугуна, и в крайне высоком уровне коэффициента полезного действия, достигающего 85 процентов.
  • Пиролизный тип, характеризующийся высокой производительностью и экономичностью в применении за счет отделения продуктов горения от продуцируемых ими летучих газов, что отражается и на конструкции, делая ее в конечном результате более сложной.
  • Пеллетный тип, который является наиболее эффективным (КПД устройства составляет не менее 90 процентов) и, как следствие, самым сложным в конструировании и изготовлении, поэтому начинающим мастерам-любителям за него лучше не браться.
  • Котел длительного и сверхдлительного горения выполняется таким образом, чтобы в итоге могла обеспечиваться фактически беспрерывная его работа с дозагрузкой топлива не чаще одного раза в течение нескольких дней.
Читайте также:  Монтаж отопления в частном доме своими руками

Построение чертежа твердотопливного котла и сооружение по нему самодельной конструкции не представляет собой ничего сложного, если понимать его принцип работы. Базируется он на таких элементарных понятиях:

  • В камеру сгорания помещается топливо, а чем она объемнее, тем большее количество сырья понадобится для отопления, правда, и эффект от ее использования окажется более продолжительным.
  • В процессе горения заложенные продукты будут выделять летучие газы, которые имеют свойство подниматься в верхнюю часть конструкции и выходить наружу через дымоход.
  • По мере прохождения в сторону дымохода выделяемые продукты горения, обладающие высокими температурами, способствуют нагреванию воды или любого другого теплового агента, задействованного в системе.
  • Главное свойство нагретого до высоких температур агента заключается в том, что он поднимается наверх, автоматически вытесняя холодную часть и продвигаясь таким образом по всей системе, делая круг и возвращаясь на исходные позиции по мере остывания.

Обычно теплового ресурса в таких устройствах хватает только на 5-8 часов (длительность напрямую зависит от объема топки), после чего система начинает остывать (к слову, происходит это очень быстро), поэтому приходится вновь подбрасывать топливо. Если же хочется как можно меньше возиться с добавлением дров, угля или прессованных брикетов, то стоит задуматься об установке котла длительного горения.

Тепловой ресурс таких конструкций имеет большую длительность, колеблясь в диапазоне от одних до семи суток. Обеспечить такой эффект помогает вторая камера сгорания, предназначенная для переработки летучих газов, которые выделяются топливом, расположенным в основной камере, в процессе горения.

Чертеж простого котла длительного горения

Такая конструкция твердотопливного котла довольно проста. Теплообменник может быть выполнен из листовой стали в виде «водяной рубашки». Для максимальной эффективности теплоотдачи и увеличения площади контакта с пламенем и горячими газами ее конструкция предусматривает наличие двух отражателей (выступов вовнутрь).

Чертеж простого твердотоплевного котла

В данной конструкции теплообменник представляет собой комбинирование «водяной рубашки» вокруг камеры сгорания и дополнительного щелевидного регистра из листового металла в верхней ее части.

Схема-чертеж котла с теплообменником щелевого типа

1 — дымовая труба; 2 — водяная рубашка; 3 — щелевой теплообменник; 4 — загрузочная дверка; 5 — дрова; 6 — нижняя дверка для поджига и чистки; 7 — колосники; 8 — дверка для регулирования подачи воздуха и чистки зольника.

  • Как подключить котел длительного горения своими руками
  • Сбросной клапан для отопления
  • Термодатчики для котлов отопления

В данных вариантах «водяная рубашка» дополнена теплообменными регистрами из труб в верхней части камеры сгорания. Кроме того, такие агрегаты рассчитаны на приготовление на них пищи. Вариант 4 большей мощности и с верхней загрузочной дверкой.

Рис. 3 Конструкции твердотопливных котлов с дополнительными регистрами и варочной поверхностью

1 — топливник; 2 — регистр из труб; 5 — труба обратки; 6 — подающая труба; 7 -верхняя загрузочная дверка; 8 — нижняя дверка для поджига и подачи воздуха; 9 — загрузочная дверка; 10 — дымовая труба; 13 — колосниковая решетка; 14,15,16 — отражатели; 17 — заслонка; 19 — водяная рубашка; 20 — зольник; 21 — варочная поверхность.

Каким должен быть самодельный электродный котел

Устройство и принцип работы электродного электрического котла.

Построен данный котел может быть по-разному. Наиболее простым вариантом является установка ТЭНа в комплекс отопления. В таком случае необходимо, чтобы трубопровод, в котором будет размещен прибор, был довольно толстым. Трубу подбирают в зависимости от размера нагревательного компонента.

Существует и другая вариация со съемной трубой. Это замечательное решение, которое может потребоваться в случае быстрой замены ТЭНа либо его срочной починки. Создание котла таким способом является более сложным, однако превосходная мобильность и универсальность комплекса все компенсируют.

Читайте также:  Альтернативное отопление частного дома — системы отопления

Почему стоит выбирать электрический котел?

Проблема отопления загородного дома вполне решаема установкой самодельного электрического котла. Выбор в его пользу можно очень просто объяснить. Далеко не каждый поселок снабжается газом, в то время как электричество есть практически везде.

Если говорить о других видах топлива, то с ними могут возникать проблемы. Электроэнергия, в свою очередь, подается круглосуточно. Потребление газа, может, и обойдется дешевле, однако не настолько, чтобы полноценно исключать применение других видов топлива.

Более того, электрокотел для отопления является более дешевым, нежели стандартный заводской. Он получает питание от сети дома, чем обеспечивает довольно высокий уровень безопасности в сравнении его с прочими видами подобного оборудования. В работе он практически не производит шума, и его легко контролировать.

Помимо всего прочего, регистрация и оформление всех необходимых бумаг в случае с электрическим котлом происходит намного проще, чем в случае с другим отопительным оборудованием. Для этого необходимо куда меньше различных документов и согласований, чем, к примеру, для газового котла. Тем не менее не стоит забывать о том, что еще до начала работ по монтажу обязательно стоит согласовать ваш прибор со специализированной эксплуатационной организацией.

Достоинства электрокотла в частном доме

Сравнительная таблица средне-статистического потребления электроэнергии электродным и ТЭНовым электрическими котлами.

Наиболее важным преимуществом подобного устройства является его способность работать круглые сутки. Монтировав на него вспомогательное оборудование, вы обеспечите поддержку конкретного уровня температуры теплоносителя в комплексе, выставляемого при помощи регулятора.

Более того, такое устройство исключает риск возможного перегрева котла.

В итоге использование подобной автоматической системы значительно сэкономит потребляемое количество электроэнергии. Еще одно важное преимущество данного теплового устройства – это его сравнительно невысокая цена и высокая надежность.

Электрокотел не загрязняет окружающую среду вредными веществами и является экологически безопасным. В нем отсутствует открытый источник огня, а значит, и продукты сгорания. Ввиду этого он не нуждается в дополнительном оборудовании дымохода, что в разы упрощает его монтаж.

Ныне создать электрокотел самостоятельно можно весьма просто, экономя при этом денежные средства. Главное – подходить к процессу установки очень ответственно. Это вдвойне касается сварки труб, поскольку при некачественной работе может случиться утечка воды из комплекса и нарушиться изоляция. Если вы не обладаете достаточными навыками по сварке, то рациональнее будет обратиться за помощью к профессионалу.

Тем не менее если сборка самодельного котла вам под силу, то вы получите еще и безопасный аппарат, который будет достаточно долго приносить тепло в ваш дом.

Достоинства и недостатки самодельных электрокотлов для отопления

Самодельные электрокотлы для отопления обладают очевидными плюсами:

  • Дешевизна.
  • Простота сборки и эксплуатации.
  • Возможность подобрать индивидуальные характеристики, подходящие для Вашего помещения.

С другой стороны есть и минусы:

  • Повышенная пожароопасность.
  • Низкая энергоэффективность.
  • Необходимость иметь навыки электрика и токаря для изготовления качественного котла.

Таким образом, самодельные электрокотлы для отопления имеют смысл в изготовлении, если Вы остро нуждаетесь в средстве обогрева помещения и нет соответствующих финансовых возможностей. В иных случаях, мы рекомендуем Вам приобретать электронагревательные котлы отечественного производства, имеющие наилучшее соотношение цены и качества.

Поделиться:

Правила эксплуатации

Чтобы собранный котел работал без сбоев, нужно выполнить следующие условия:

  • корпус котла и электрощит должны быть заземлены;
  • перед щитом и котлом следует положить коврики из диэлектрика;
  • в системе нельзя устанавливать запорную арматуру ни до, ни после котла.

Итак, для организации отопления частного дома можно использовать самодельные электрические котлы. Но перед запуском собранной модели в эксплуатацию необходимо получить разрешение на использование агрегата от органов государственного энергонадзора.

Что еще необходимо в системе

Обвязка котла будет неполной, если в ней не будет крана для слива и заполнения системы. И лучше, если они будут раздельными. Конкретное место установки зависит от строения системы, но есть определенные правила:

  • Кран для слива делают в самой нижней точке. Это очень важно, если систему отопления надо будет консервировать на зиму — необходимо чтобы в ней оставалось как можно меньше теплоносителя. Если система будет работать зимой постоянно обычно к одному из радиаторов приделывают кран (с патрубком или без) Это и будет место слива системы. Такой кран для слива системы можно установить в любом удобном месте (на обратном трубопроводе)
  • Если в системе отопления будет использоваться вода, обычно подключается вход от водопровода. В случае с настенным газовым котлом для этого есть специальный патрубок со стационарным краном. Холодную воду подключают к этому входу, при необходимости подпитки кран открывают на короткое время. Если используется котел без специального патрубка, в трубопроводе подачи (желательно повыше) также устанавливают кран. Как вариант — на отрезке трубы, которая идет на расширительный бачок.
Читайте также:  Причины неисправностей в двухконтурных котлах Вайлант

Один из вариантов установки крана для заполнения системы отопления

В некоторых системах слив и залив системы делают из одного крана. Это возможно, если есть насос, которым закачивается теплоноситель и есть манометр, по которому можно контролировать создаваемое давление. При наличии отдельного крана для залива системы в высокой точке можно ее заполнить и самотеком.

Схема подключения к отопительной сети

Для нормальной эксплуатации потребуется установка циркуляционного насоса, расширительного бака, специального фильтра и блока автоматики. Чаще всего используются 3 типовых схемы включения электрокотла в отопительный контур.

Стандартная или последовательная

Самая распространённая принципиальная схема, в которой теплоноситель подаётся сверху вниз при помощи насоса. Позволяет подключать большое количество радиаторов отопления.

Принципиальная схема подключения котла является самой распространённой

Параллельная схема

Хорошо подойдёт небольшим помещениям с 1–2 секциями батарей. Циркуляция жидкости в таком контуре возможна самотёком за счёт конвекции. Также может быть подключён второй котёл или центральное отопление.

1 – котёл, 2 – радиаторы системы отопления, 3 – расширительный бак; 4 – кран заполнения/подпитки системы из водопровода

Подключение тёплого пола

В домах с центральным или газовым отоплением электродные котлы малой мощности используют для обогрева пола. Такой пол дольше сохраняет тепло и делает микроклимат в помещении мягче, чем при использовании инфракрасных обогревателей.

Подключить тёплый пол к котлу можно самостоятельно

Нагрев воды в системе горячего водоснабжения предполагает применение специальных 2-х контурных котлов, которые могут быть также подключены к общей отопительной системе.

Перед началом работ на чертеже необходимо указать количество контуров, места расположения радиаторов отопления и общее количество труб, места установки насосов и фильтров. Предусмотреть краны для слива воды и заправки жидкости в контур.

Особенности конструкции и принцип работы

Электрический котел (ЭК) с насосом – это источник горячего теплоносителя для отопления и ГВС. В типовой схеме обвязки присутствует: насос, бачок расширительный, блок управления и безопасности, запорно-регулирующая арматура. Последние модификации котлов успешно объединяют все элементы схемы в одном корпусе.

Такая компоновка электрического котла с насосом не только упрощает монтаж и техобслуживание, но и создает современный вид агрегата, который способен успешно вписаться в интерьер любого помещения. Немаловажным фактом такой компоновки, является энергоэффективность, поскольку все рабочие элементы заизолированы в корпусе, что снижает тепловые потери установки и повышает общий КПД.

Несмотря на то, что в такой схеме должен присутствовать расширительный бачок, для слива лишнего теплоносителя, расширяющегося при нагреве воды, не все модели котлов комплектуются таким устройством, поэтому покупателю надо обратить внимание на данное условие при покупке котла электрического в торговой сети.

Циркуляционный насос является обязательным элементом схемы с принудительной циркуляцией и в двухконтурных электрокотлах. Он решает две задачи:

  • Циркуляция сетевой воды в контуре для отопления;
  • попеременное включение теплоносителя по контурам отопления и ГВС в двухконтурных системах. Когда пользователь открывает кран теплоноситель, проходит через бойлер ГВС, при закрытом кране — через отопительную систему.

В этом моменте существует один нюанс: производитель комплектует ЭК насосом соответствующей мощности с учетом усредненного значения гидравлического сопротивления системы, которая не всегда отражает реальные потери в сетях потребителей. Особенно в случае разноплановости объектов нагрева и разветвленности тепловой сети. Это приведет к тому, что насос просто «не потянет» систему пользователя, и она работать не будет даже с самым дорогим и современным отопителем. Для того чтобы избежать этой негативной ситуации, покупку ЭК с насосом начинают с расчета тепловой схемы отопления, для чего нужно обратиться к специалистам.

Как выглядит электрокотел с насосом

Принцип работы электрического котла — тепло генерируется из электричества в ТЭНах или индукционных элементах с большим омическим сопротивлением. Холодный теплоноситель поступает в ЭК с помощью насоса на обратном трубопроводе, равномерно омывает нагревательные элементы, в связи, с чем быстро повышает свою температуру и выходит из котла в контур отопления и ГВС.

Для того чтобы система работала, в схеме выполняется специальный ввод с защитой по давлению не более 3 бар и установкой обратного клапана. Регулировка процессом нагрева осуществляется с помощью термореле. При достижении теплоносителем рабочего значения температуры датчик отключает питание нагревательных элементов, а при падении – подает ток на ТЭНы.