Делаем электрический котел отопления своими руками

Электрическое отопление – это одна из самых популярных сегодня систем обогрева частного дома, особенно в районах без природного газа.

Плюcы и минусы электроотопления

Плюсы электроотопления — в доме поддерживается постоянная температура, котел работает автоматически и не требуется постоянное обслуживание. Наличие двухтарифной системы оплаты за электроэнергию позволяет экономить. Система работает автономно и при правильном монтаже совершенно безопасна. Не требуется устройство дымоходов. Такую систему можно смонтировать самостоятельно и при этом не брать разрешительные документы от пожарников и не бегать по инстанциям, главное условие – электроснабжение дома.

Минусы – высокая стоимость за электричество. При отключении электроснабжения необходимость использования дополнительных источников питания, которые должны быть достаточно мощными, например бензиновый генератор, обычным аккумулятором не обойтись.

Выбор котла зависит от площади отапливаемого помещения. Котлы бывают одно- и трехфазные. Поэтому перед покупкой, необходимо провести расчет мощности, и уже, исходя из этого, выбирать необходимое оборудование.

Если электроотопление планируется на очень долгий срок, то, лучше всего, подключить к дому трехфазное электроснабжение и приобрести трехфазный котел – и мощность больше, и сеть не перегружена.

В качестве теплоносителя используют обычную воду, либо антифриз. Соли добавлять нельзя.

Совет третий

Выбирайте электрокотёл со встроенными системами экономии энергоресурсов: чем их больше, тем лучше Автоматическая модуляция силы нагревательных элементов, погодозависимый контроллер — это далеко не все технические решения, которыми может быть оснащён экономичный электрокотёл.

Как минимум, в нём должны быть реализованы возможности принудительно ограничивать мощность, программировать в суточном или недельном цикле не только температуру в помещениях, но и работу циркуляционного насоса. Предпочтительнее, чтобы он был с частотным регулированием. Это позволяет более плавно контролировать работу оборудования, не тратить лишнюю энергию, избегать шумов и гидроударов при запуске.

Пример размещения электрокотла в цокольном этаже частного дома

Совет третий

В некоторых современных моделях электрокотлов предусмотрена возможность запрограммировать зависимость работы циркуляционного насоса от других устройств: например, пока греется вода в бойлере, насос будет остановлен, а нагрев теплогенератора — заблокирован. Таким образом обеспечивается возможность избежать перерасхода электроэнергии.

Уровень газификации в России на сегодняшний день составляет 68 %: трети наших соотечественников голубое топливо недоступно.

При строительстве собственного дома они выбирают между твердотопливными, жидкотопливными и электрическими котлами, отопление которыми действительно до недавнего времени было «золотым». Современные технологии и разработки разрушают этот стереотип и доказывают, что системы отопления с электрокотлом экономичны и эффективны.

Установка электрического котла

Наш самодельный электродный котел готов, осталось проделать последние шаги:

  • Смонтировать котел и подключить его к отопительной системе;
  • Заполнить систему теплоносителем и проверить ее герметичность;
  • Выполнить электрические подключения.

Проверка системы отопления под давлением проводится с помощью специального аппарата, называемого опрессовщиком.

Электродные котлы монтируются в вертикальном положении, таким образом, чтобы электрический вывод для подключения центрального электрода находился снизу. Соединяем входные и выходные патрубки с отопительной системой, после чего заполняем отопительную систему теплоносителем. Внимательно просматриваем все соединения на предмет протечек. Если есть возможность, следует проверить герметичность смонтированной самостоятельно системы отопления под давлением – максимальный показатель для подобных систем составляет не выше трех атмосфер.

Если с герметичностью все нормально, приступаем к электрическим подключениям. Так как мощность нашего котла составляет больше 3 кВт, протягиваем от электрического щита отдельную электрическую линию. Обратите внимание, что ставить УЗО не нужно – они не работают совместно с электродными котлами. Фаза подключается к центральному электроду, ноль – к корпусу. Сюда же, к корпусу, подключается заземление (для этого к корпусу нашего котла приварены два болта). Заземление рекомендуется подсоединять медным проводом сечением 4 мм.

Электродные котлы вырабатывают большое количество гидролизных газов. Поэтому отопительная система, работающая на таких котлах, должна оснащаться спускником воздуха.

Подача электроэнергии на котлы осуществляется в ручном режиме или с помощью специальной автоматики. Потребляемая мощность замеряется амперметром. Здесь нужно проследить, вышло ли оборудование на рабочий режим. Если учесть, что мощность котла составляет 4-5 кВт, то сила тока в цепи должна составлять от 18 до 22 А (при питающем напряжении 220 Вольт). Если сила тока недостаточна, в теплоноситель добавляется раствор соды или соли.

В процессе эксплуатации системы вы сможете заметить, что она не всегда работает стабильно. Все дело в изменении параметров теплоносителя – его электрическая проводимость меняется, сопротивление падает. Поэтому нужно регулярно контролировать состояние теплоносителя и добавлять в него соли и присадки.

Электродные котлы

Наверняка вам приходилось сталкиваться с самой простой самодельной модификацией кипятильника, изготовленного всего из двух лезвий. В электродном котле реализован тот же принцип, основанный на проводимости воды, если в ней присутствуют соли различных металлов. В этом, правда, заключается и один из основных недостатков такого типа котлов – в них нужно использовать в качестве теплоносителя специальную, обогащенную солями воду, в обычной воде концентрация солей достаточно низкая, а с дистиллированной водой котел просто не включится. При этом скорость, с которой будет нагреваться вода, напрямую зависит от её химического состава – некоторые производители даже указывают желаемые показатели в паспорте. Со временем, из-за работы, потому что в горячей воде соли постепенно выпадают в осадок (задерживается фильтром, это тоже надо учитывать при установке системы), проводимость теплоносителя будет падать вместе с ней – эффективность всей системы.

Электродные котлы

Электродный котел

Электродные котлы

Электродный котел – это металлическая труба, покрытая изоляционным слоем, внутрь которой помещают стальной электрод, на который от сети подключается фазный провод. Вторым электродом выступает корпус, к которому подключается нулевой электрод. С торцов труба герметично закрывается, а сбоку привариваются патрубки для подсоединения трубопровода системы отопления. При подачи напряжения 220 В вода, заключенная между электродом и главным корпусом, начинает интенсивно нагреваться. Чтобы увеличить эффективность нагрева, используют трехфазную сеть — внутри устанавливают сразу несколько электродов, что позволяет получить котел достаточно компактных размеров. Вода из системы, поступая через нижний патрубок, нагревается и через верхний выдавливается в систему. Если протяженность трубопроводов незначительная, то в системе отопления одноэтажного дома можно не устанавливать циркуляционный насос.

Электродные котлы

Принцип работы электроводонагревателя электродного типа

Электродные котлы

Совет! Если одного электродного котла недостаточно для нагрева теплоносителя, надо купить и последовательно подключить второй.

Электродные котлы

Если сравнивать электродный котел и ТЭНовый, то видно, что эффективность работы первого выше (порядка на 30%). Вызвано это тем, что в ТЭНовых котлах отопления процесс нагрева теплоносителя (воды) протекает только в области, где она непосредственно соприкасается с нагревательным элементов, что позволяет задействовать всего 7-10% объема теплоносителя, что находится в котле. В электродном же котле процесс нагревания жидкости осуществляется по всему объему рабочей камеры.

Электродные котлы

Отметим недостатки, характерные для электродных котлов:

Электродные котлы
  • нет возможности управлять мощностью котла, изменяя подаваемое напряжения – он будет постоянно работать на максимуме. Регулировка температуры воды (и как следствие – температуры в доме) осуществляется за счет периодического включения/выключения котла комплектом автоматики
Электродные котлы

Регулировка температуры воды электродного котла происходит за счет автоматики отключения

Электродные котлы
  • при равной мощности цена выше, чем у ТЭНовых образцов
  • обвязка электродного котла более сложная, чем у ТЭНового
  • необходимость периодической чистки электродов, на которых будет образовываться накипь
Читайте также:  Камни для бани. Какие камни лучше и как правильно выбрать

Как рассчитать мощность электрокотла для дома?

Мощность – одна из основных характеристик котла. Зная этот показатель, вы сможете определить, подходит ли вам модель отопительного устройства. В упрощенном варианте при расчете необходимой мощности учитывается площадь помещения и климатические условия конкретного региона:

W = Wудел. х S / 10, где

W – рассчитываемая мощность, кВт;

S – площадь помещения, м2;

Wудел. – удельная мощность отопительного оборудования, требуемая для обогрева каждых 10 м2 помещения, кВт/м2.

Последняя величина для средней полосы приблизительно равна 1,2 – 1,5 кВт, для северных районов – 1,5 – 2,0 кВт, а для южных – 0,7 – 0,9 кВт.

Для двухконтурных котлов получившееся значение мощности необходимо увеличить в среднем на 25%. Так как КПД электрического генератора тепла близок к 100%, мощность прогрева равна электрической мощности. В среднем электрокотел потребляет 6 кВт.

Для более точного расчета можно воспользоваться автоматическими калькуляторами.

Вычисленная мощность поможет не только в выборе оборудования, но и в расчете годового расхода электричества.

  1. Умножьте мощность на количество часов, когда отопительное оборудование будет работать непрерывно.
  2. Полученную величину разделите на 2, так как прибор не будет все время работать на пределе.
  3. Суточный расход умножьте на 30 (среднее количество дней в месяце) и на 7 (отопительный период в месяцах).

Это приблизительный показатель готового расхода электроэнергии. Он может отличаться от истинного значения примерно на 15%. Если стоимость не напугала вас, то можно приступать к покупке материалов и оборудования и их подключению.

Выбираем электрический котел для отопления по принципу нагрева

По механизму нагрева теплоносителя электрические котлы для отопления частного дома разделяются на три основных типа:

  • электродные;
  • тэновые;
  • индукционные.

Этот параметр представляется наиболее интересным, поэтому разберем каждый тип теплогенераторов подробнее.

Электродные котлы

Электродные котлы

Схема нагревания теплоносителя в электродном котле не так проста для понимания: дело в том, что сами по себе электроды в процессе работы не нагреваются – они лишь передают электрическую энергию воде. За счет работы электричества вода разделяется на отрицательно и положительно заряженные ионы, которые движутся по собственному электроду. Перемещение ионов приводит к интенсивному нагреву теплоносителя. Неприятным моментом такой схемы является то, что со временем на электродах выпадает осадок солей, что снижает КПД устройства.

К негативным особенностям таких устройств также относятся следующие аспекты:

  • требует подготовки перед запуском (работает с водой с определенным значением удельного сопротивления);
  • необходим контроль уровня теплоносителя в системе (недостаточный уровень может привести к закипанию);
  • по мере выхода из строя электродов их придется менять на новые;
  • невозможно применять незамерзающую жидкость в качестве теплоносителя.

Тем не менее, такая модель электрокотла отопления отличается и рядом преимуществ, к которым относятся:

  • невысокая цена;
  • абсолютная безопасность;
  • миниатюрные размеры;
  • постепенный выход на заданную мощность.
Читайте также:  Терморегулятор для водонагревателя и как подключить ТЭН

Тэновые котлы

Тэновые котлы

Алгоритм работы тэновых устройств гораздо проще в понимании, ведь механизм его работы в чем-то схож с обычным электрическим чайником. Нагревание воды происходит от тэнов – полых металлических трубок, которые накаляются во время прохождения по ним электричества.

Тэновые агрегаты получили большое распространение за счет простоты конструкции, миниатюрных размеров и неограниченных возможностях настройки.

Структура тэнового котла

В таких теплогенераторах температура теплоносителя может регулироваться по двум схемам:

  1. Первая – датчик снимает температуру теплоносителя, и в зависимости от этого показателя прибор увеличивает или уменьшает мощность нагрева.
  2. Вторая – термодатчик снимает температуру воздуха в помещении, и в зависимости от ее величины устройство регулирует нагрев до заданной цифры. Во втором случае термодатчик придется выносить отдельно от котла, но такая компоновка позволит более точно регулировать температуру в помещении и сократить расходы на электроэнергию.

Существенным недостатком тэнового котла является необходимость периодической замены нагревательного элемента (тэна) и его очистки. Дело в том, что при нагреве на тэне откладываются соли, которые находятся в теплоносителе. Эти соли препятствуют теплообмену и существенно снижают КПД теплогенератора.

Индукционный котел

Индукционный котел

Алгоритм работы индукционного котла построен на законах электромагнитной индукции: вода циркулирует по трубкам, выполненным из ферримагнитного материала. Этот трубопровод является частью второстепенной обмотки или сердечника. Трубки ферримагнитных сплавов, нагреваясь под воздействием электромагнитного поля, передают тепло циркулирующей по ним воде.

Индукционный электрический котел отопления отличается следующими преимуществами:

  • высокий уровень безопасности;
  • высокая надежность (из-за отсутствия разъемных элементов появление течи полностью исключено);
  • возможность использования любого типа теплоносителя.

В тоже время такая модель котла обладает и недостатками, которых всего два – слишком большие размеры и чрезвычайно высокая цена.

В итоге

В каждом случае владелец жилья сам принимает решение, каким образом организовать систему автономного отопления. Предложенные технические решения позволят не только устранить неприятные последствия затухания основного отопителя во время лютой зимы, но и даст некоторую экономию энергоресурсов.

Эффективность эксплуатации твёрдотопливных агрегатов и электрических котлов в паре доказана практикой — взаимодействие этих приборов дает больший комфорт и гарантирует надёжность теплоснабжения.

Установка электрокотла для отопления частного дома

Котлы отопления бывают напольными и настенными. Настенные электрокотлы устанавливаются прямо на стену, для монтажа напольного оборудования нужна специальная подставка. Что касается того, как сделать электрокотел своими руками, то лучше все-таки купить оборудование промышленного производства – оно точно прослужит долго.

    Как правильно установить электрокотел:
  1. сначала прибор собирают согласно прилагаемой инструкции;
  2. устройство закрепляют на полу или стене;
  3. оборудование подсоединяют к электросети и проводят заземление;
  4. подключают электрический котел отопления своими руками к системе отопления;
  5. удаляют воздух из системы и проверяют работоспособность.

Выполнение всех этих этапов работы является обязательным, только в этом случае можно быть уверенными в долгой и безупречной эксплуатации оборудования.

Установка оборудования

    Перед началом работы нужно подготовить следующие инструменты:
  • перфоратор или дрель для создания отверстий для крепежа оборудования;
  • монтажную планку или анкера для прикрепления котла;
  • кабель для подключения приборов;
  • фланцы, муфты, трубы для создания отопительной системы.

Помогут установить водонагревательный электрический котел своими руками чертежи и инструкция производителя.

Прежде чем приступить к монтажу оборудования, нужно убедиться, что стена выдержит его вес. Место для установки выбирается таким образом, чтобы возле котла и над ним хватало места для проведения ремонтных работ, которые через годы эксплуатации все же придется проводить.

Величина данного пространства обычно указывается в инструкции производителя. Установка электрокотла должна производиться без отклонений по уровню и перекосов.

Также важно, чтобы стена, на которую будет устанавливаться оборудование, была сделана из негорючих материалов. Это обязательное требование пожарной безопасности для отопительных приборов.

После монтажа электрокотла к нему подключают трубы водоснабжения и системы отопления. Соединение элементов производится с помощью фланцев и муфт.

Затем котел подключают к электрической сети, используя специальный кабель, предназначенный именно для этого оборудования. Перед этим обязательно монтируют автоматы и защитные устройства, рекомендуемые производителем. Установка электрокотла в частном доме или квартире также требует заземления.

Установка электрокотла для отопления частного дома

При подключении оборудования стоит учитывать, что далеко не все отопительные приборы работают от обычной электросети 220В. Нередко возникает необходимость подключения котла к трехфазной электросети 380В.

Кроме того, нужно рассчитать требуемое сечение электрического кабеля исходя от напряжения проводимого тока и мощности отопительного оборудования.

Что касается того, как работает электрокотел, то основное требование по его эксплуатации – наполнять систему отопления водой можно только после включения нагревательного устройства. Таким образом, сначала нужно включить котел, и лишь потом наполнять трубы водой и проверять работоспособность системы.

Установка настенных и напольных котлов практически ничем не отличается, разве что тем, что первые крепятся на стену, а вторые устанавливаются на заранее подготовленную подставку.

Рекомендации по установке электрокотлов

При покупке оборудования нужно обратить внимание на его комплектацию и эксплуатационные возможности. Обычно электрокотлы в квартирах устанавливают для создания резервной системы отопления.

Если же прибор будет служить для основного обогрева дома, то стоит учесть, что он потребляет немало электричества, поэтому для отопления большой площади лучше подобрать другой вариант.

Читайте также:  Варианты схем отопления для одноэтажного дома

Если котел электродный, то для контура отопления потребуется манометр, воздухоотводчик и обратно-предохранительный клапан. Когда производится монтаж электрокотла для открытой системы отопления, то обязательно устанавливают запорную арматуру после расширительного бачка.

Для заземления электрокотла необходим кабель с сечением минимум 4 миллиметра. Если оборудование будет использоваться не для новой системы отопления, то трубы обязательно промывают, чтобы избежать загрязнения форсунок котла.

Установить электрический котел вполне можно самостоятельно, но нужно придерживаться рекомендаций специалистов и производителя, чтобы он прослужил долго и работал эффективно.

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Монтаж электродного котла

Технологический процесс установки котла также отличается своими нюансами.

Нельзя использовать УЗО во время установки электродного котла. Это может стать причиной повышенной угрозы удара током со стороны котла. Дело в том, что в процессе работы будет образовываться электролизный газ (возникает при пропускании тока через воду). Он тормозит работу системы, а значит, периодически нужно будет удалять излишки газа из системы.

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Поэтому, для безопасности работы вам необходимо установить в системе следующие элементы:

— Автоматические клапаны для удаления воздуха ;

— Предохранительный клапан ;

— Манометр – подключается к системе с помощью трехходового крана. Используя манометр, вы можете контролировать мощность своего устройства.

— Расширительный бак ;

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

— Запорная арматура .

Несколько советов по установке

  • Устанавливайте котел только вертикально – это обусловлено особенностями конструкции. А для безопасной работы крепить к стене его нужно отдельно от остальной системы. Будет лучше, если последние 1,5 метра системы труб будет выполнена из металла (оцинковка также нежелательна). Материал изготовления остальной системы уже неважен.
  • Провод для заземления лучше брать из меди с диаметром 0,4 мм и сопротивлением 4 Ом. Он подключается к нулевой клемме, расположенной чаще всего в нижней части котла.
  • Обязательно прочистите систему перед монтажом котла. Для этой цели можно использовать специальные средства, которые также указаны в паспорте любого заводского электродного устройства.

Максимальная температура нагрева этого котла составляет 120˚С, что является отличным показателем. Так как система является герметичной, то шанс возникновения коррозии очень мал.

Варианты подключения котла

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Подсоединить котел можно также по-разному. И способ напрямую зависит от роли котла в вашей системе, ведь его можно использовать не только для отопления, но и, к примеру, как проточный водонагреватель – просто для нагрева воды. В связи с этим выделяют 4 схемы:

— однофазное или трехфазное подключение – когда котел будет использоваться как единственный источник тепла;

— одновременно с другими отопительными устройствами – в таком случае котле будет запасным вариантом;

— монтаж и подсоединение узлов автоматического контроля.

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Как сделать электрокотел на ТЭН своими руками

Итак, перед нами стоит задача – сделать трехфазный электрокотел на 380 вольт. Вообще говоря, электрообогрев – замечательная вещь. Котёл не видно, не слышно, не пахнет, нет ни дыма, ни сажи. Электроэнергия почти всегда есть. Недостатков практически нет. Единственный большой недостаток – это относительно высокая цена на электроэнергию. Вопросы безопасности любого типа котла всегда касаются правил эксплуатации. Что касается электрокотлов, то безопасность определяется их правильным подключением.

Итак, самодельный электрокотел представляет простое устройство. Берется стальная труба диаметром 100-120 миллиметров и отрезаем кусок такой длины, чтобы в него помещался ТЭН. Еще нам понадобятся два отрезка трубы диаметром 40-50 и длиной по 50-150 миллиметров, стальная пластина толщиной от 2мм и трехфазный ТЭН. Электрическая или газовая сварка. Это все, что нужно для изготовления электрокотла. После определения требуемой мощности приобретается ТЭН. В зависимости от его длины делается заготовка корпуса будущего электрокотла: отрезается кусок стальной трубы на 100мм больше длины ТЭНа. Диаметр трубы подбирается таким образом, чтобы в него свободно вставлялся ТЭН. Затем к одному торцу корпуса нужно приварить глухое донышко, а с другого торца – донышко с отверстием для крепления ТЭН.

Снизу и сверху корпуса делаются два отверстия на расстоянии примерно 40-50мм от торцов. В эти места ввариваются патрубки из отрезков трубы меньшего диаметра. С помощью этих отводов котел прикручивается к трубам системы отопления. Теперь осталось приварить болт для заземления и подобрать пластиковый кожух для изоляции контактов нагревателя.

Собственно на этом котел считается изготовленным и готовым к эксплуатации. Его можно окрасить кузбас-лаком или термостойкой эмалью в подходящий цвет. В случае, если в системе отопления не установлен водяной циркуляционный насос, то мы рекомендуем устанавливать нагреватель контактами вверх. При таком расположении ТЭН будет нагреваться более равномерно, что увеличит срок его службы.

Теперь задумаемся о том, как выключить котел, когда вода в системе достигнет определенной температуры? Ведь если котел не отключить, то вода закипит! Для управления работой котла можно использовать, например, термо-реле. Это самый простой и недорогой способ управления электрокотлом. Так же можно использовать систему микроклимата. Это уже более сложная система, состоящая из датчиков температуры воздуха в помещении, управляющего устройства (микропроцессор) и мощного реле для подачи-снятия тока на ТЭН. Как подключить автоматику для управления работой электрокотла, мы рассмотрим в следующей статье.