Важные правила
Основное правило при изготовлении и эксплуатации электрокотла – это безопасность. При небрежном обращении с электроприборами как самодельного, так и заводского изготовления возможно поражение электрическим током, а также возгорание при возникновении короткого замыкания.
Для того чтобы минимизировать вероятность удара током, котёл необходимо правильно заземлить. Электрокотёл является прибором высокой мощности, поэтому для безопасной его эксплуатации питание прибора следует производить по отдельно выделенному контуру электропроводки, который оснащён предохранителями.
Перед тем как приступать к изготовлению котла собственными руками, необходимо правильно рассчитать мощность нагревательного элемента. Произвести расчёты не составит большого труда.
На один квадратный метр отапливаемой площади требуется не менее 100 Вт затраченной энергии на обогрев. Если строение хорошо утеплено, то для дома общей площадью 40 м2, потребуется приобрести ТЭН мощностью 4 кВт.
Инструкция по сборке самодельного электродного котла
В качестве корпуса для электрического котла отопления своими руками используем трубу с внутренним сечением около 50 мм и длиной в 40 см. Кроме того, понадобится цельный стержень диаметром 20 мм и длиной 30 см, а также два переходника с нарезанной внутренней резьбой. В торце стержня высверливаем глухое отверстие с резьбой под болт Ø10 мм.
Подготавливаем патрубки. 1 мы будем приваривать в торцевой части трубы, а другой – сбоку. Чтобы боковой патрубок идеально прилегал к трубе, его подрезают болгаркой, а затем дошлифовывают круглым напильником.
Прорезаем отверстия для патрубков. Если нет резака, то по окружности можно просверлить много мелких отверстий. До идеала работы доводят надфилем и круглым напильником. Отверстие для бокового патрубка необходимо расположить в 10-15 мм от края трубы.
На следующем этапе необходимо приварить патрубки к трубе. Чтобы их не повело, сначала делают точечную сварку в нескольких местах, а затем – накладывают сплошной шов.
Подготавливаем платформу для электрокотла. Для этого можно взять лист стеклотекстолита толщиной 2 см и вырезать кусок 120×120 мм с помощью ножовки по металлу. Затем в этой платформе необходимо просверлить одно отверстие по центру, и четыре – по периметру. Сечение отверстий должно составлять 10-12 мм.
Сквозь дырки по периметру будут пропущены крепления корпуса котла, а центральное отверстие предназначено для фиксации стального электрода.
Приступаем к фиксации корпуса для котла на платформу. Чтобы обеспечить надежное прилегание, на корпусе с 4 сторон можно приварить четыре гайки Ø12 мм. Сквозь них легко пройдут болты Ø10 мм.
Такие гайки нужно приваривать с небольшим отступом от платформы. Чтобы его обеспечить, необходимо накрутить на болты подходящие им по размеру гайки, продеть их в широкие гайки, и снизу еще раз зафиксировать более мелкими. Таким образом, будет легче выполнить сварочные работы.
На последнем этапе выполняем окончательную сборку котла. Для этого вырезаем резиновую прокладку сечением слегка больше внешнего диаметра котла. В ее центральной части выполняем отверстие и продеваем сквозь него электрод. Затем корпус устанавливаем на платформу и прикручиваем.
Достоинства и недостатки
Удобно ли использовать этот вид котлов для отопления? В принципе, да. Особенно он хорош в тех местах, где напряжение сети нестабильно: даже при падении напряжения до 180 В электродный котел продолжает работать. Мощность его падает, но работает он и дальше. Чем еще удобна такая система: при наличии грамотной автоматики и правильном подключении котла система автономна и может поддерживать заданную температуру самостоятельно. Еще положительный момент: если в силу каких-либо причин из системы исчезнет вода, оборудование просто перестанет работать. Не сгорит, не испортится, а просто работать не будет, так как вода, в данном случае, – рабочая среда. Нет ее – нет тока.
Один из примеров установки электродного котла
Теперь о недостатках. Из принципа действия электродного котла вырисовывается их главный недостаток: требовательность к составу воды. Вода подходит не любая, а с определенными характеристиками. При запуске системы необходимо теплоноситель подготовить согласно рекомендациям производителя котлов. Обычно это несколько чайных ложек соли или соды на литр воды в системе. Собственно все. Можно также использовать специальные жидкости, которые те же производители и выпускают. Но это для тех, кто совсем не хочет заморачиваться.
С другой стороны, поменяв состав воды, вы можете «подстроить» мощность котла под свои нужды: в принципе, можно заставить работать его как с большей, так и с меньшей мощностью относительно заявленной в паспорте. Требуется лишь изменить химический состав теплоносителя-электролита
Тут важно не переусердствовать, а то можно «доизменять» состав до полного и моментального выхода котла из строя. Потому оставайтесь в рамках, указанных производителем (как обычно, указывается «от» и «до»)
Еще один неприятный момент. Даже очень. Ток распространяется в воде, а вода циркулирует в системе. И, в принципе, не исключена возможность, коснувшись радиатора, получить немалый удар тока. Отсюда вытекает еще одно непременное условие безопасной работы при использовании электродных котлов для водяного отопления: требуется качественное и надежное отдельное заземление. Оно как раз и поможет избежать подобной ситуации.
Не самый приятный момент – необходимость периодической чистки системы и замены электродов – они постепенно истончаются и эффективность нагрева падает. В этом электродные котлы не имеют преимуществ перед традиционными электрическими котлами с ТЭНами.
Конструктивные особенности
Котел электродный
Рассмотрим технические параметры заводских моделей.
- Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
- Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
- 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
</p>
Принцип работы самодельного электродного котла
Жидкость, налитая в «стакан», в нашем случае это вода, начинает через время кипеть. Пар, который постепенно образуется, начнет подниматься по трубе и отдавать тепло, превращаясь в воду. Вода же будет стекать вниз по наклоненной трубе и медленно оказываться в «стакане». Потом цикл будет начинаться снова.
Высокий уровень экономичности такого отопления при больших объемах обогрева позволяет делать их небольшого размера, что является еще одним преимуществом.
Если нужно обогреть большой объем помещений, то можно создать несколько электродных котлов в различном порядке для получения нужных характеристик на выходе. Дополнительный плюс в том, что такие котлы можно монтировать и устанавливать без получения на это специального разрешения.
Получение оборудования высокой экономичности в процессе производства тепла — это только одна из целей обогрева помещений в зимнее время года. Другая сторона проблемы — это небольшой расход тепла на получение комфортного микроклимата в помещениях разного типа и назначения
Важно также позаботиться о теплоизоляции дома или квартиры, и о соблюдении энергосберегающих технологий конструкций при строительстве дома в целом
Видео работы самодельного электродного котла:
- https://oventilyacii.ru/otoplenie/elektrodnyj-kotyol.html
- https://cotlix.com/35-elektrodnyi-kotel-svoimi-rukami
- https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/elektrodnyj-kotel-svoimi-rukami.html
- https://kotel.guru/kotly/elektrodnyiy-kotyol-svoimi-rukami.html
- https://teplo.guru/kotly/elektricheskie/elektrodnye-kotly-svoimi-rukami.html
Решение некоторых проблем в эксплуатации электрических котлов
Первый, что логично, — это трубопровод. Вся нагрузка в основном ложится на трубы, по которым течет холодные и горячие жидкости, а иногда и раскаленный пар. Поэтому все места спайки и качество труб должно быть очень хорошим.По трубам всегда будет идти блуждающий ток, который будет пробивать через металл. Металлопластик со временем лишится металлической составляющей в местах пробоя, а цельнометаллические трубы покроются проржавевшими точками. Избежать этого не поможет ничто. Единственный материал, устойчивый к этой напасти – пластик, но использовать в электродных и индукционных системах его не стоит. В остальном же надо просто время от времени проверять состояние труб, чтобы проводить по необходимости замену и ремонт. Требуется это также раз в несколько лет.Второй ненадежный (относительно) элемент системы – это реле контроля температуры и давления воды. Раз в несколько лет они выходят из строя и требуют замены. Такой ремонт не очень дешевый, но гарантирует стабильную работу электрического котла еще на несколько лет.Если реле температуры придет в негодность, то возможно нарушение работы нагревательного элемента и повышение температуры в системе. В результате. Вместо жидкости по трубам потечет раскаленный пар, который может прорвать трубопровод. Аналогичная проблема может возникнуть из-за наличия большого количества воздуха в системе, из-за которой насос будет работать вхолостую.
Вариант №2. Изготовление электродного котла
Электродный котел это более прогрессивная разработка. Такие нагреватели начали массово применять в последние 10–15 лет.
Устройство электродного котла
В качестве нагревательного элемента в электродном котле используется собственно сама вода. Котел это металлический корпус, в который вставлен изолированный от корпуса стальной электрод.
К электроду подключается фаза, а к корпусу ноль, когда подается напряжение, ионы воды начинают колебаться с частотой 50 герц, в результате чего жидкость нагревается. Именно поэтому такие агрегаты еще называют ионными.
Общая схема электродного котла.
Габариты у таких агрегатов небольшие, в качестве корпуса используется труба диаметром до 320 мм и длиной до 600 мм, но это максимум, для частных домов делаются ионные котлы почти вполовину меньше.
Схема отопительной системы с ионным котлом.
Достоинства:
- Довольно скромные размеры, этот котел не будет мешать даже в локальной отопительной системе небольшой квартиры;
- В этих нагревателях нет «сухого хода», то есть, без воды котел просто перестанет работать, но ничего в нем не перегорит;
- Системе не страшны перепады напряжения;
- Быстро нагревается и также быстро остывает, а значит, легко регулируется;
- По сравнению с агрегатами, работающими от ТЭНов электродный котел значительно экономичней.
Электродные котлы намного экономичней ТЭНовых.
Недостатки:
- Ионные котлы очень требовательны к качеству и уровню электропроводности теплоносителя;
- Ввиду повышенной опасности поражения током аппараты нуждаются в надежном заземлении;
- При попадании воздуха в систему электроды активно коррозируют и быстро приходят в негодность.
Собираем ионный котел
| Иллюстрации | Рекомендации |
Материал для корпуса.
| |
| Подгоняем патрубок. Один патрубок будет ввариваться сбоку, второй с торца трубы. Для начала нам нужно подрезать боковой патрубок, чтобы он плотно прилегал к телу трубы. Я подрезал патрубок болгаркой, после чего доводил до идеала круглым напильником. | |
| Вырезаем отверстие. На тот момент у меня не было плазменного резака, поэтому пришлось накернивать трубу по окружности и высверливать отверстия по 5 мм. | |
| Подгоняем отверстие. Дальше при помощи натфеля и круглого напильника окружность доводится до идеала. Расстояние от края трубы до бокового патрубка 10–15 мм. | |
| Привариваем патрубки. Патрубки сначала нужно прихватить сваркой в нескольких местах, чтобы не повело, а потом обваривать шов. | |
| Вырезаем платформу. В качестве платформы я использовал лист стеклотекстолита толщиной 20 мм, ориентировочный размер 120х120 мм, резал его ножовкой по металлу. | |
| Готовим платформу. В платформе высверливаем 5 отверстий, 1 по центру и 4 по периметру (как на фото). Диаметр отверстий 10–12 мм. Через центральное отверстие будет крепиться стальной электрод, а боковые отверстия предназначены для крепления корпуса котла. | |
| Крепление корпуса к платформе. Для того чтобы прочно прикрепить корпус котла к платформе я приварил с 4 сторон гайки на 12 мм. В них легко проходят болты на 10 мм. Но эти «уши» должны быть чуть приподняты над платформой, для обеспечения этого зазора я накрутил на болты «родные» гайки снизу и зафиксировал держатели такими же гайками сверху. Жестко закрепленные «уши» легче приваривать. | |
Сборка котла.
|
Выбор конфигурации и комплектации теплогенератора
Есть электрические котлы, которые предназначены для установки на полу. Как правило, такая конструкция используется в отоплении с большим объёмом теплоносителя. Настенные отопительные устройства, безусловно, более эргономичны, так как не занимают полезную площадь.
В продаже есть недорогие электрические котлы, которые имеют только нагревательный блок и основные элементы управления. Между тем, некоторые отопительные устройства более высокого ценового сегмента для потребителя часто оказываются выгоднее, так как не нуждаются в приобретении дополнительных комплектующих, а их функциональность и надёжность на порядок выше.
В том, как выбрать электрокотёл для отопления, разобраться несложно, главная задача – точно определить необходимые рабочие характеристики оборудования. Монтаж водяного отопления, где источником тепла выступает электрический теплогенератор, обычно проще (чем, например, установка газового котла), но, зачастую, даже тут без помощи специалистов не обойтись.
Полезные рекомендации
При выборе отопительного оборудования в первую очередь следует рассматривать такие параметры как экономичность и надежность. Электрические аппараты могут использоваться как основные либо дополнительные источники тепла. Это надежные, компактные и экономичные приборы, которые устанавливаются на полу или крепятся на стену. Они оборудованы датчиками, которые автоматически поддерживают в помещении заданную температуру.
При желании помещение можно оборудовать GSM-модулями, которые позволят удаленно включать и отключать котел. Для повышения эффективности отопительной системы может быть использована управляющая автоматика.
Она состоит из следующих элементов:
- блок пускателя;
- блок управления;
- защита от скачков напряжения.
ТЭНовые модели, по сравнению с электродными, дешевле и способны функционировать с различными теплоносителями. Однако нагревательные элементы со временем покрываются накипью, что способствует увеличению энергопотребления.
Еще одной разновидностью являются индукционные устройства. Их конструкция не предполагает наличия нагревательных элементов. Принцип работы основан на магнитной индукции. По экономичности такие модели занимают лидирующие позиции, но стоят дорого. Поэтому, если отталкиваться от соотношения цена-качество, предпочтение стоит отдавать электродному оборудованию.
Особенности использования электрического котла в частном доме
Все электрокотлы предназначены для нагрева теплоносителя, который с помощью насосного оборудования (иногда – естественным образом) циркулирует по трубам, отдавая тепло радиаторам, либо конвекторам. Это – классическое водяное отопление с характерными для него способами разводки, со своими плюсами и минусами. Система может включать в себя контур водяного пола или бойлер косвенного нагрева для ГВС.
Недостатки электрических котлов:
- Высокая стоимость каждого киловатта тепла.
- Система требовательна к качеству сетевого электроснабжения, при перебоях отопление отключается.
- Выделенных мощностей бывает недостаточно, часто требуется специальное разрешение от компании-поставщика.
- Чтобы подключить мощные агрегаты, необходимо обеспечить трёхфазное питание с напряжением 380 В.
- Требуется тщательная очистка воды.
К основным достоинствам можно отнести:
- Надёжность системы и простоту устройства электрокотлов. Даже для неподготовленного человека выбор котла отопления для дома не является проблемой.
- Низкие капитальные затраты на оборудование, недорогой и простой монтаж.
- Отопление не требует особого ухода во время эксплуатации, система легко поддаётся автоматизации.
- Безопасность электрокотлов (нет огня, нет продуктов горения, кислород помещений не расходуется).
- Оборудование компактное, не нужна отдельная топочная, не требуется вентиляция, отсутствуют ограничения по его месторасположению.
Специфика отопления газом
Процедура получения разрешения на подключение к магистрали, установку газового оборудования и его запуск более сложная, чем для котлов, работающих от электричества. Поэтому самому просчитать затраты достаточно сложно и придется обращаться в организации, отвечающие за доставку газа и монтаж систем.
Как подключить к магистральной системе
Все работы, проводимые на территории, расположенной за пределами частной собственности, проводит газоснабжающая организация.
Газ могут подвести к дому подземным или воздушным способом. Второй вариант менее привлекателен, так как накладывает ограничения, например, на траекторию заезда личного транспорта на участок
В первую очередь необходимо собрать пакет документов и получить технические условия с расчетом платы за технологическое присоединение.
Обычно частное лицо относят к заявителям первой категории, которые удовлетворяют следующим условиям:
- расход газа не более 20 м3 / час;
- рабочее давление сети 0.3 МПа;
- расстояние по прямой до сети 200 м.
Эти параметры прописаны в п. 2 Постановления Правительства РФ № 1314 от 30.12.2013 г. в актуальной редакции от 21.02.2019 г. Стоимость технологического подключения (с НДС) для первой группы установлена в рамках от 20 до 50 т.р. и зависит от региональных тарифных ставок.
Однако наличие фрагмента газовой сети возле участка не означает, что к нему можно подключиться, так как возможно вся мощность этой ветви уже выбрана. В том случае, если трубы придется тянуть издалека, либо дополнительно устанавливать газораспределительное оборудование для понижения давления, стоимость работ может значительно вырасти, вплоть до нескольких миллионов рублей.
Также к удорожанию технологического подключения может привести наличие оврагов, водоемов, дорог с асфальтобетонным покрытием и других препятствий на пути отводка к дому, если для их преодоления нужны будут дополнительные работы.
Еще один минус использования газа – множество документов, которые необходимо предоставить газоснабжающей организации. Это тоже можно учесть в денежном эквиваленте
Следующий вид затрат – проведение газовых коммуникаций по участку. Оплачивать их должен собственник
Здесь важно знать, что такие работы могут осуществлять любые фирмы имеющие допуск СРО. Очень часто стоимость проектирования и строительства на участке клиента у газоснабжающих организаций, с которыми нужно будет заключать договор на сооружение системы и подключение и обслуживание, завышена
Так как газовые магистрали относят к объектам повышенной опасности, то строительно-монтажные работы необходимо осуществлять только после ряда исследований, которые также оплачивает собственник:
- подготовка топоплана участка;
- разработка проекта газоснабжения;
- согласование проекта в службах (архитектура, электрики и газовщики);
- регистрация проекта у газовщиков.
По завершению установки газового котла последует финальная процедура, которая также требует денежных вложений – сдача всей системы в эксплуатацию: проверка соответствия объекта требованиям, заключение договора, окончательное оформление документов и пусконаладочные работы.
Особенности установки оборудования
Использование газа требует соблюдения правил безопасности, которые более сложны, чем аналогичные требования для электроэнергии. Поэтому размещение и установку газового котла необходимо осуществлять в соответствии со СНиП 41-01-2001 (пп. 6.14-6.15). При обнаружении несоответствий с этим документом, система отопления не будет принята специалистом газовой службы.
Чтобы соблюсти требования по вентиляции и отводу продуктов горения для напольного газового котла обязательно выделяют отдельное помещение – котельную. Это также влечет дополнительные затраты, особенно, если эта комната не была изначально предусмотрена в проекте здания.
Кроме качественной вентиляции, котельная должна соответствовать требованиям пожарной безопасности, а также обеспечивать удобный доступ ко всему оборудованию
Всего перечень работ, необходимых для монтажа газового котла, включает в себя следующие действия:
- размещение котла на полу или стене;
- подключение к отопительному контуру (обвязка);
- монтаж дымохода для газового котла;
- первый запуск отопления и настройка.
Система отвода продуктов горения для газового отопительного оборудования имеет свою специфику. Температура в начале дымохода будет значительно ниже, чем у печей или твердотопливных котлов.
Поэтому нужно соблюсти все правила по диаметру и уклону труб, их расположению снаружи здания и утеплению. В противном случае автоматика котла может среагировать на недостаточную тягу и заблокировать его работу.
Принцип работы тэнового электрокотла для отопления
Тэны бывают разной формы и размеров, но принцип работы остается неизменным.
Настенный электрокотел для отопления частного дома стоит дешевле всех своих собратьев, работающих от сети, да и замена тэна стоит сущие копейки. Нагрев воды тэнами практикуется не только в котлах. Такой метод широко используется:
В современных электрических котлах для отопления нагрев теплоносителя осуществляется посредством тэнов. Они полностью погружены в жидкость и это является обязательным условием для их работы. Дело в том, что если тэн не будет контактировать с жидкостью, то перегорит. Вода охлаждает его, забирая тепло. Если же нагрев достигает критического уровня, то материал не выдерживает и сгорает.
Тэн состоит из металлической трубки, изогнутой в произвольной форме. Это могут быть круглые или продолговатые спирали с разным количеством витков. Внутри трубки находится кварцевый песок. Он является посредником между корпусом тэна и его нагревательным элементом. Всю работу по нагреву выполняет тонкая вольфрамовая нить, закрученная в спираль. По сути ничего сложного нет. Подытожим, как работает электрический котел отопления с тэнами:
- ток подается на вольфрамовую нить;
- нить нагревается сама и отдает тепло кварцевому песку;
- песок проводит тепло на корпус тэна (металлическую трубку);
- трубка контактирует с теплоносителем и греет его.
При этом напряжение не должно попадать в теплоноситель. Если же жидкость бьет током, то это может быть результатом выхода из строя тэна, либо же проблем с заземлением. Из-за того, что нагревательные элементы постоянно контактируют с жидкостью, к тому же горячей, на них появляется накипь. Это оседают частицы металла, солей и минералов, которые есть в любой воде, кроме дистиллированной, конечно. Поэтому чтобы тэновые электрокотлы для отопления служили дольше лучше заливать в контур именно дистиллированную воду. Ее можно купить, либо же добыть самостоятельно.
Способов несколько. Можно собрать дождевую воду или же нарезать бензопилой на реке льда и растопить его. В крайнем случае, можно отстоять обыкновенную воду, чтобы все ненужное осело, а потом шлангом слить со дна треть жидкости. Но даже если вы не будете использовать дистиллированную воду, не стоит сильно переживать о замене тэнов. Они недорогие и найти их можно во многих местах, с эти проблем нет.
Еще одно преимущество тэновых электрокотлов – это широкий ассортимент моделей. Есть напольные электрические котлы отопления и настенные модели, которые можно подключать в сеть 220 и 380 вольт. Некоторые экземпляры оснащены переключателем и являются универсальными. Да и разницы в конструкции нагревателя на 220 и на 380 вольт нет никакой, все дело в последовательности подключения нагревательных элементов. В блоке управления делаются две независимые схемы подключения, а пользователь выбирает ту, которая ему нужна.
Современный газовый котел для отопления дома будет в два раза экономичнее электрического.
Про особенности проектирования газового отопления частного дома просто и доходчиво рассказано здесь .
