Как сделать ТЭНовый, индукционный, электродный электрокотел?

Электрокотел своими руками: электрический котел, самодельный ТЭН для отопления дома, как сделать самому

Материалы:

  • сгон 1 1/2 дюйма;
  • сгон 1 дюйм;
  • тройник 1 1/2 дюйма;
  • уголок 1 1/2 дюйма;
  • футорка 1 1/2 дюйма х1 1/4 дюйма;
  • футорка 1 1/2 дюйма х1 дюйма – 2 шт.;
  • контргайка 1 1/2 дюйма;
  • контргайка 1 дюйм.
  • ТЭН с терморегулятором с резьбой 1 1/4 дюйма 1-2,5 кВт.
Как без сварки сделать дешевый электрокотел для отопления

Как без сварки сделать дешевый электрокотел для отопления

Как без сварки сделать дешевый электрокотел для отопления

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.

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.

схема отопления

Её можно дополнить такими нововведениями как:

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

схема 2

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.

Расчет мощности

Вначале потребуется выполнить расчет мощности, чтобы источник тепловой энергии обеспечил общую нагрузку на отопление и ГВС.

Расчет отопительной мощности электрокотла для отопления своими руками выполняют либо по укрупненному показателю, либо более точным методом, с применением расчета теплопотерь через внешние стеновые конструкции и оконные проемы дома. В первом случае расчет производят в соотношении 1 кВт на 10 м2.

То есть для дома 50 м2 потребуется котел в 5 квт, а для 100 м2 – 10 кВт.

Для нагрузки ГВС дополнительно добавляют еще 30 %. Для более точных расчетов потребуется знать минимальную температуру в холодную пятидневку для конкретного района проживания, которая приводится в СНИПе и учесть теплопотери через внешние поверхности дома.

Для дома 50 квадратных метров

Для небольшого дачного одноэтажного дома, который имеет размеры в плане – 7х7 м, с высотой потолка – 2,4 м, и двухкамерными стеклопакетами 1х1,2 м в количестве 4 штуки, определяют размер теплопотерь, которые должен компенсировать электрокотел.

Расчет мощности электрокотла своими руками для дома 50 м2:

  • Требуемая температуру внутреннего воздуха в помещении, 18 С.
  • Средняя температура холодной пятидневки в году, -15 С.
  • Потребность в ГВС, 4 человека.
  • Площадь кирпичной стены в 2 кирпича (51 см), 67.2 м2.
  • Площадь окон, 4.8 м2.
  • Площадь стен без окон, 62.4 м2.
  • Площадь потолка и пола по 49 м2.
  • Теплопотери окон, 0.476 кВт.
  • Теплопотери стен, 5.15 кВт.
  • Теплопотери потолка, 0.43 кВт.
  • Теплопотери пола, 0.43 кВт.

Таким образом, общие теплопотери для дома 50 м2 составляют 6.486 кВт, мощность электрокотла должна быть не менее 7 кВт, этого хватит для обогрева помещений.

Для 100 квадратных метров

Расчет мощности электрического котлоагрегата для загородного домовладения с площадью 100 м2:

  • Внутренняя температура воздуха, 18 С.
  • Средняя отрицательная температура, -15 С.
  • Потребность в ГВС, 4 человека.
  • Площадь внешней стенки в 2 кирпича (51 см),100 м2.
  • Площадь оконных проемов, 6 м2.
  • Площадь стеновых конструкций без окон, 94 м2.
  • Площадь потолка и пола по 100 м2.
  • Теплопотери оконных конструкций, 0.714 кВт.
  • Теплопотери стен, 7.33 кВт.
  • Теплопотери потолка, 0.875 кВт.
  • Теплопотери пола, кВт: 0.875 кВт.

Таким образом, общие теплопотери для дома 100 м2 составляют 9,794 кВт, мощность котла с электронагревом выбирают 10 кВт.

Чертеж

В данной конструкции котла важно не только грамотно выполнить теплотехническую часть устройства, но и электрическую. Поэтому для выполнения сборочных работ исполнителю потребуется сборочный чертеж агрегата и схема подключения его электрической части.

Схема подключения котла

Конструкция простейшего котла с ТЭНами должна состоять из таких узлов:

  1. Корпус трубы станет надежнее, если его выполнить из стальной трубы Ф219х3 мм и длинной 65 см.
  2. Из 3-х патрубков: входного, выходного и дренажного, достаточно будет 2 по 30 мм и 13 мм.
  3. Электроды приобретаются готовыми, по мощности котла.
  4. В корпусе выполняют отверстия для подвода к расширительному баку и врезки первичных датчиков.
  5. Внутри корпуса устраивают площадку для закрепления ТЭНов.
  6. К сделанным отверстиям с использованием сварочного аппарата инверторного типа приваривают приготовленные патрубки по чертежам.

Также потребуется оборудовать схему с электрокотлом системой безопасности, расширительным баком, терморегулятором, после чего собирают схему труб своими руками из полипропилена.

Особенности электрических теплогенераторов

Из-за высокого энергопотребления (более 4кВт) для данного отопительного оборудования необходимо заранее сделать электрический ввод необходимой мощности, для того чтобы предотвратить возникновение аварии на линии.

Приборы, чья мощность не превышает 6 кВт необходимо однофазное питание, а оборудование, чей предел мощности выше 6 кВт – трехфазное. Питание оборудования осуществляется от стандартной электрической сети, мощностью 220 В.

1кВт мощности электрокотла способен обогреть 10 м2 помещения. Исходя из этих данных, можно предполагать, что для отопления жилища 250 м2  потребуется оборудование мощностью 25 кВт.

Для того чтобы обогреть дом, площадью примерно 100 м2 , необходимо оборудование мощностью не менее 10 кВт. Таким образом, после подключения котла на остальные приборы отводится всего лишь 5 КВт. Для того чтобы увеличить лимит потребления, нужно добиться специального разрешения.

Как правило, изготовленный своими руками электрокотел, представляет собой обрезок трубы, внутрь которой встроена электрофурнитура. Это довольно удобно, в особенности, если сделать отопительные агрегаты съемными, благодаря чему обслуживание техники станет значительно проще.

В случае если агрегат разместить не в трубе, а оборудовать отдельным корпусом, тогда есть возможность для монтажа дополнительных датчиков, которые автоматизируют работу отопительной системы, повысят КПД и снизят потребление электричества. Кроме того, в случае необходимости замены котла, это можно будет осуществить без нарушения целостности контура системы.

Конструкция электрического котла

Разберемся в особенностях и технологиях, как сделать электрокотел каждого типа.

Установка и подключение оборудования

Как сделать электрокотел своими руками?

схема подключения

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.

Инструменты

Для того чтобы выполнить теплотехническую часть котла, потребуется набор слесаря, болгарка, инверторный сварочный аппарат, пассатижи, измерительный инструмент. Для электрической части потребуется набор электрика, тестер и паяльный набор.

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.

электрический котел для отопления

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).

Какие понадобятся инструменты

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.

самодельный электрический котел

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.

Котёл отопления на электродах

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.

котлы на электродах

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.

Принцип работы электрического индукционного котла

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.

принцип работы инверторных котлов

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.

2. Нагревательный элемент

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.

теплый пол

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.

система теплых полов

Особенности сборки индукционного оборудования

В котлах этого типа теплоноситель нагревается при помощи индукционного тока, возникающего в теплообменнике из ферромагнетика. Индукционный котел выглядит, как цилиндрический корпус, внутри которого размещается обмотка индуктор, в которой располагается сердечник-теплообменник. Может представлять собой лабиринт из труб или полостей.

После того как напряжение поступает на катушку-индуктор, создается электромагнитное поле, достаточно быстро нагревающее металлический сердечник, который в свою очередь передает тепло теплоносителю, который проходит через него.

В качестве теплоносителя может использоваться обычная вода, невзирая на ее жесткость, антифриз и даже масло. Из-за того что в данных  котлах нулевая вероятность образования накипи, их эффективность не падает со временем.

Данный котлы также как и ТЭНовые достаточно просто устроены, поэтому при желании можно легко его изготовить самому. Для этого понадобятся:

  • сварочный инвертор;
  • кусачки;
  • болгарка;
  • стальную проволока;
  • катанка из нержавеющей стали;
  • труба из полипропилена с толстыми стенками;
  • переходники;
  • металлическая сетка;
  • медный эмалированный провод.

Важно! Как источник энергии рекомендуется использовать сварочный инвертор на 15А (можно и больше).

Этапы сборки индукционного котла:

  1. Материал, облучаемый электромагнитными волнами, сделать отрезки катанки или стальной проволоки диаметром 7 мм. Максимальная длина отрезков должна составлять 5 см.
  2. Необходимо сделать корпус. Он будет служить одновременно: основанием для изготовления индукционной катушки и частью отопительной магистрали. Для создания корпуса из полипропиленовых трубок применяется труба, чей внутренний диаметр чуть меньше 5 см.
  3. Чтобы подключить котел к водопроводу необходимо использовать переходники. С их помощью нагретый теплоноситель будет уходить в трубопровод, а охлажденный обратно в поступать в котел. На этом этапе к основанию крепится первый переходник.
  4. На дно конструкции необходимо уложить железную сетку, которая будет предотвращать попадание в трубопровод отрезков проволоки.
  5. После того как уложена сетка необходимо засыпать отрезки проволоки. Их необходимо такое количество чтобы в емкости не оставалось свободного пространства. После чего верхнюю часть корпуса закрывают вторым переходником.
  6. Данный этап является, пожалуй, самым важным, так как на нем создается индукционная катушка. Для этого берется медная эмалированная проволока, которую необходимо намотать вокруг корпуса в 90 витков. Витки необходимо размещать примерно по центру конструкции.
  7. Конструкцию подключают к системе отопления. Для выполнения этой задачи из трубопровода вырезается небольшой участок, а на его место устанавливается агрегат.
  8. Катушку необходимо подключить к инвертору и заполнить систему водой.

Инвертор можно включать только после того, как система уже заполнена водой, иначе пластиковый корпус просто расплавится.

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.

система отопления

Где купить

Максимально быстро приобрести водонагреватель можно в ближайшем специализированном магазине. Хорошим, по соотношению цена-качество, остаётся вариант покупки в Интернет-магазине АлиЭкспресс. Обязательное длительное ожидание посылок из Китая осталось в прошлом, ведь сейчас множество товаров находятся на промежуточных складах в странах назначения: например, при заказе вы можете выбрать опцию «Доставка из Российской Федерации»:

Блиц-советы

  1. Чтобы система лучше работала, в нее можно установить циркуляционный насос. Он будет перегонять теплоноситель, который за счет этого будет равномерно прогреваться.
  2. При изготовлении системы с естественной циркуляцией, лучше всего от выхода к обратке делать небольшой уклон, чтобы остывшая вода быстрее возвращалась к котлу.
Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...