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

Конструкция, принцип действия электрического котла. Этапы самостоятельного изготовления, необходимые материалы. Схема подключения оборудования.

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.

Какие понадобятся инструменты

Чтобы собрать самодельное электрическое отопление и столкнуться при этом с минимумом затруднений, в вашем распоряжении должны быть качественные инструменты.

Для работы понадобится:

  • сварочный аппарат — удобнее всего работать с инверторной моделью;
  • резак — если не умеете пользоваться газовым резаком, лучше используйте плазменный;
  • болгарка — понадобится даже 2 модели — большая под диск сечением 230 мм и маленькая под диск сечением 125 мм;
  • электрическая дрель;
  • молоток;
  • керн;
  • рулетка и циркуль.

Причины популярности электрокотлов

Электрические котлы не имеют механических элементов, благодаря чему пользоваться ими намного проще. К тому же вероятность возникновения поломки снижается в несколько раз.

В электрокотлах установлена система автоматической регуляции температуры. Это способствует его отключению при малейших изменениях температуры окружающей среды. Если возникнет необходимость, котёл либо увеличит температуру, либо её уменьшит.

Работает устройство безопасно, не производя угарного газа и других вредных веществ, поэтому его устанавливать можно для обогрева любых помещений, в том числе детских и спальных комнат. К тому же на монтаж оборудования не нужно получать соответствующих разрешений от контролирующих органов.

В этом видео вы узнаете, как изготовить электрокотёл:

Такие котлы можно использовать в качестве дополнительного оборудования для обогрева помещения или сделать основным источником тепла в доме. Питается устройство от сети 220 В, а весит, как правило, около 20 кг. Даже при таких небольших габаритах оно способно обогреть до 400 кубов воздуха.

Многие электрокотлы характеризуются хорошим КПД. К примеру, для нагрева 30 кубов воздуха необходимо в сутки потратить 4 кВт электричества. Использование таких устройств позволяет обогреть помещение гораздо больших размеров, чем это можно было бы сделать другими видами отопительного оборудования.

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

О теплообменнике котла

После того, как был проведен расчет котла отопления на твердом топливе, нужно определиться с типом теплообменника, с его конструкционным материалом и емкостью.

Теплообменник можно выполнить из:

  • стали;
  • чугуна.

Чугунный теплообменник стоит дешевле, по сравнению со стоимостью стального. Однако чугун имеет большую теплоемкость, что является минусом, так как с ним сложно будет поднять температуру в топке до нужных 500°C (для полного сгорания топлива и газов). Малая теплопроводность чугуна снизит КПД оборудования, потому что теплота от реакции горения будет передаваться теплоносителю не в полном объеме, а будет отходить вместе с продуктами сгорания в трубу.

Специалисты рекомендуют, выполняя котел отопления на твердом топливе своими руками, брать на конструкционный материал теплообменника жаропрочную или жаростойкую сталь. Но для ее обработки нужны производственные условия, а потому чаще всего применяют обычную, конструкционную сталь, с ней легче работать. Только не забывайте, что температура обратного потока, поступающего в нагреватель, не должна опускаться ниже +65°C. В противном случае на стальном теплообменнике выпадает кислотный конденсат из отходящих газов в топке, что приводит к поражению стали ржавчиной.

Для предотвращения образования конденсата на теплообменнике самодельные котлы отопления на твердом топливе должны оснащаться либо перепускным клапаном для подмеса горячей воды из подающей трубы в холодную обратку (вариант подойдет для агрегатов, мощностью до 12 кВт), либо элеваторным узлом (для оборудования высокой производительность, работающего под давлением).

Отопительный котел на твердом топливе своими руками можно оснастить следующими типами теплообменника:

  • с вертикальными или горизонтальными регистрами;
  • с проточным или противоточным движением теплоносителя.

Горизонтальный регистр в исполнении проще, однако, здесь возникает вероятность неправильного (обратного) движения теплоносителя, а потому рекомендуется выполнять теплообменник с вертикальными регистрами.

Регистр с вертикальной циркуляцией теплоносителя.

С точки зрения эффективности выгоднее всего использовать регистр с противоточным движением теплоносителя. Такое отопление частного дома твердотопливным котлом своими руками будет наиболее эффективным. В этом случае горячий газ и теплоноситель движутся по одной оси, но в противоположном друг другу направлении, что обеспечивает хороший теплообмен. Как результат – высокий КПД нагревательного элемента.

Особенности изготовления газовых котлов

Электрокотлы своими рукамиТеоретически сделать котел отопления газовый своими руками не представляет особой сложности для людей, которые умеют работать с металлом и имеют необходимые навыки и инструменты. Газовые котлы относятся к изделиям повышенной опасности, поэтому на
самодельные газовые котлы отопления нужно получить разрешение для установки в газовой службе, для которого необходим сертификат на изделие.

Электрокотлы своими рукамиСледует учитывать, что получение сертификата дело довольно затратное и малейшее отклонение от установленных норм и правил ведет к отказу. Стоит ли рисковать? К тому же современными СНИиП изготовление своими руками котлов отопления работающих на газе запрещено!

Электрокотел на ТЭНах

Схема электрического котла с теном своими руками является наиболее простой для исполнения и известна уже достаточно давно.

Принцип работы ТЭНового котла

Устройство всех бытовых приборов, в которых установлены нагревательные элементы (ТЭНы), одинаково. При включении питания напряжение подается на ТЭН, который постепенно нагревается и передает тепловую энергию расположенной вокруг него жидкости.

Электрокотел своими руками для дома: как сделать + схема монтажа - принцип работы

Преимущества таких приборов:

  • большой ассортимент нагревательных элементов различной формы и мощности;
  • возможность использования в любой отопительной системе с жидкими теплоносителями;
  • на корпусе котла установлена изоляция, так что напряжение подается исключительно на ТЭН;
  • не требуют сложного обслуживания;
  • уровень нагрева очень просто контролировать, даже с минимальным набором автоматических элементов управления.

Среди недостатков самодельного электрического котла данного типа можно назвать:

  • «прожорливость» в потреблении электроэнергии, поскольку для обогрева 10 м² площади требуется 1 кВт мощности;
  • примеси в теплоносителе накапливаются на нагревательном элементе в виде накипи, поэтому его нужно чистить примерно 1 раз в год;
  • ТЭН может функционировать только при наличии жидкости, с ним рекомендуется установка датчика холостого хода.

Как работает

Фото 3

Устройство подключено к жидкостной системе отопления. Система заполнена теплоносителем, который нагревается ТЭНом. Насос или гравитация постоянно заставляют жидкость циркулировать.

Жидкость отдает тепло в помещение через теплообменники — батареи. Холодная жидкость подается опять к котлу.

На протяжении магистрали или в определенных точках помещения устанавливаются датчики. Они подают сигнал на контроллер, который снижает или повышает напряжение или выключает котел.

Управление электрическим котлом в зависимости от схемы подключения и применяемых комплектующих бывает ступенчатым или плавным.

Подбор мощности нагревателей зависит от размеров емкости нагревателя и мощности радиаторов. Установка слишком мощных нагревателей способно привести к закипанию теплоносителя и разрыву системы.

Внимание! Для повышения безопасности применяйте предельный механический термостат с реле, который предупредит закипание жидкости, если электроника контроллера не справится.

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.

Подключение к сети и блок управления

Для безопасного подключения к сети потребуются:

Фото 4

  1. Провода соответствующего сечения. Сечение рассчитывается исходя из мощности и длины, для мощной системы лучше подключение силового кабеля и 380 вольт.
  2. Заземление: металлические детали стоит присоединить к контуру заземления.
  3. Отдельный дифавтомат — выключит потребителя, если защитная трубка проржавеет и будет «пробивать» в дом.

Чтобы регулировать силу тока, приобретают:

  1. Контроллер или блок управления.
  2. Амперметр.
  3. GPS-модуль.
  4. Механический клапан, отключающий электроэнергию при закипании жидкости в котле (надежный механизм, работает от давления).

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

Необходимые материалы

Перечень материалов будет зависеть от выбранной конструкции, количества ТЭНов и принципа работы. Если корпус будет изготавливаться из листа, потребуется металлический лист не менее 3 мм, в противном случае труба Ф219х3.

На один ТЭН нужно примерно 10 см диаметра, т.е для трубы Ф 219 возможна установка только 2 ТЭНов. Длина корпуса должна быть длиннее электродов на 500 мм.

Из вспомогательных материалов потребуются сварочные электроды, уплотнительный материала, термокраска, вентили, предохранительный клапан, термометр, манометр.

Электрооборудование рассчитывается строго по мощности котла, при мощности более 5 кВт, потребуется специальное разрешение в Энергонадзоре и ведение самостоятельного питания на электрокотел через индивидуальную систему защиты, причем каждый ТЭН должен быть оборудован собственным автоматом.

При трехфазном питании дома, каждый ТЭН устанавливается на отдельную фазу. Общий набор материалов для подключения котла: кабель, автоматы, пускатель и контактные колодки.

Электрокотел для отопления дома своими руками

За изготовление электрического котла своими руками берутся многие, так как это дает следующие преимущества:

  1. Даже если заказывать изготовление прибора на стороне, он обойдется намного дешевле фирменного.
  2. Устройство можно создавать поэтапно: сначала собрать и ввести в эксплуатацию самый простой вариант, затем по мере накопления средств докупить для него автоматику.

Если сравнивать с фирменными котлами бюджетного класса, самодельные экземпляры зачастую получаются более качественными.

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 оборудование для нагрева воды 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.

Принцип работы электрического индукционного котла

Если опустить детали, то работа индукционного котла основана на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля.

Среди преимуществ таких агрегатов:

  • высокая эффективность;
  • безопасность;
  • возможность использования любого теплоносителя;
  • отсутствие накипи.

Электрокотел своими руками для дома: как сделать + схема монтажа - принцип работы

Недостатками можно считать:

  • высокую стоимость фабричных котлов;
  • сложность строения автоматического блока управления. Без подготовки собрать его будет трудно.

Полезное видео

Ознакомьтесь с видео, в котором рассказывается, как самостоятельно изготовить электрокотел.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...