Руководство по сборке электродного котла своими силами

Электрокотел – основной элемент автономной отопительной системы. Его можно купить или изготовить самостоятельно, что не так сложно, как кажется на первый взгляд. Прежде, чем рассказывать как сделать для отопления дома электрокотел своими руками, рассмотрим типы этих устройств и их принцип работы.

Виды электрического отопления для частного дома

Электроотопление в частном доме сейчас чаще всего реализуется с помощью:

  • системы "теплый пол";
  • конвекторов и других локальных обогревателей;
  • инфракрасных обогревателей;
  • водяного отопления с электрическим котлом.

Они могут использоваться как единственные системы отопления или же комбинироваться друг с другом.

Для начала остановимся подробнее на таком виде электрического отопления в частных домах, как теплый пол — наиболее комфортном и экономичном. А ниже рассмотрим преимущества и недостатки всех видов отопления.

Виды электрического отопления

Отопление при помощи электричества можно сделать несколькими способами. В первую очередь вам стоит определиться с типом системы, которую вы хотите реализовать. Будет это традиционное водяное отопление, воздушное или теплый пол. Все три системы могут применяться как единственный способ обогрева, так и комбинированный — любые две или даже все три. Чтобы определиться нужно представлять достоинства и недостатки каждой их них.

Электроотопление не обязательно должно быть однотипным

Виды электрического отопления

Водяное отопление с электрическим котлом

Начнем с достоинств. Самая стабильная система, которая за счет инерционности продолжает поддерживать температуру некоторое время после того, как котел перестал работать. Во время работы минимально сушит воздух, работает практически бесшумно. Высокая ремонтопригодность. Если не прятать трубы отопления в стены, они всегда доступны для ремонта и замены.

Водяное отопление с электрокотлом ничем не отличается

Недостатки таковы. Сложная система из труб и радиаторов требует больших затрат времени и денег на стадии монтажа. За счет инерционности невозможно быстро менять температуру — быстро нагреть помещение не получится. При останове системы в зимнее время она может разрушится — если вода замерзнет в трубах, их разорвет. Для серьезного ремонта необходим полный останов и слив теплоносителя.

Виды электрического отопления

Воздушное отопление на электрических обогревателях

Отопление этого типа быстро монтируется. Все что надо — купить обогреватели, повесить и включить в сеть. Воздух начинает нагреваться сразу после включения. При заморозке системы, она остается работоспособной — замерзать нечему. Элементы отопления между собой не связаны. Выход из строя одного никак не сказывается на работоспособности других. Его можно спокойно ремонтировать.

Повесить обогреватели — вот и все что нужно

Недостатки воздушного отопления такие. Первый — при отключении обогревателей температура быстро снижается. Чтобы обеспечить постоянную работу необходима система резервного электропитания. Второй — из-за непосредственного контакта с нагревательными элементами воздух пересыхает, необходимы меры/приборы для увлажнения воздуха. Третий — многие воздушные обогреватели имеют встроенные вентиляторы, что повышает эффективность, но они издают шум.

Виды электрического отопления

Теплый пол на электрических элементах

Электрический теплый пол — самая молодая система отопления. Из всех описанных выше она дает наиболее комфортные условия — самая высокая температура получается на уровне ног, а в районе головы — она средняя. Также эта система инертна — пока нагреется/остынет массив пола проходит значительный промежуток времени. По этой причине после выключения температура держится еще некоторое время. Сложность монтажа зависит от типа электрического теплого пола. Есть системы, которые требуют стяжки (электрические греющие кабели и маты), есть те, которые монтируются на ровное жесткое основание без мокрых работ (пленочный теплый пол) и могут использоваться для подогрева ламината, линолеума и т.д.

Теплый пол есть разных видов. Это комфортный способ отопления частного дома электричеством

Электрическое отопление частного дома при помощи теплого пола имеет и недостатки. Первый — средняя или низкая ремонтопригодность. Прямого доступа к системе отопления нет. Приходится разбирать/разбивать пол. Второй — затраты времени и сил на устройство электрического подогрева теплого пола низкими не назовешь. Системы, требующие стяжки монтируются около месяца (пока «зреет» стяжка пользоваться нельзя), теплый пол для «сухого» монтажа можно собрать за день, но стоимость обогревательных элементов довольно высокая.

Виды электрического отопления

Какой вид отопления электричеством лучший

Как видите, сказать какой вид электроотопления в доме лучший, не получится. Идеального нет. Исходить надо из условий эксплуатации:

  • Для домов с постоянным проживанием чаще используется водяное отопление. Но следить за системой необходимо ежедневно.
  • Для дач временного посещения более удачный вариант — воздушное отопление. Его можно включать в нескольких комнатах и заморозка таким обогревателям нестрашна.

    Выбирать вид электрического отопления надо исходя из условий проживания

  • Теплый пол используется, в основном, как дополнительный источник тепла. Для повышения комфортности в отопительный сезон, для улучшения микроклимата в межсезонье. Может он быть и основной системой отопления, но используется в этом качестве редко (во всяком случае, пока).

Сказанное выше основано на выборе большинства. Это не значит, что нельзя в доме с постоянным проживанием делать воздушное электрическое отопление частного дома. Можно, и делают. Просто надо четко представлять достоинства и недостатки.

Виды электрического отопления

Типы устройств

Наибольшее распространение получили три типа конструкций:

  • электрокотлы, оборудованные ТЭНами;
  • индукционные устройства;
  • электродное оборудование.

Рассмотрим подробно каждый из перечисленных выше типов.

Оборудование с термоэлектрическими нагревателями (ТЭН)

Принцип работы такого котла практически такой же как у обычного электрического чайника. То есть, при помощи ТЭНов происходит нагрев теплоносителя (в его роли выступает вода), который циркулирует по отопительной системе. На рисунке показано упрощенное устройство таких установок.

Типы устройств

Упрощенная схема водяного электрокотла с ТЭНом

Обозначения:

  • А – модуль автоматического стравливания воздуха;
  • В – корпус теплообменника;
  • С – термоэлектрический нагреватель (ТЭН);
  • D – насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в системе;
  • Е – выходной патрубок;
  • F – входной патрубок.

Электрокотел такого типа, а также блок управления к нему (автоматика регулирующая работу ТЭНов), несложно сделать своими руками, чертежи и схемы будут представлены в последнем разделе статьи.

Заметим, что у подобных устройств имеется существенный недостаток, который проявляется в накоплении накипи на электронагревательных элементах. Из-за этого существенно снижается теплоотдача, что ведет к увеличению потребления электроэнергии.

Индукционные устройства

Индукционный котел нагревает теплоноситель, используя для этого такое явление, как электромагнитная индукция. По сути, это трансформатор, который имеет специальную конструкцию, показанную на рисунке.

Котел индукционного типа

Обозначения:

  • А – блок управления, например, термостат капиллярный;
  • В – коробка, закрывающая клеммы;
  • C – патрубок для поступления теплоносителя;
  • D – индукционная катушка (первичная обмотка);
  • E – теплообменники;
  • F – парубок для выхода теплоносителя.
Типы устройств

Первичная индукционная катушка размещается в отсеке, изолированном от теплоносителя. В качестве вторичной обмотки может использоваться трубопровод или короткозамкнутый сердечник, который нагревает воду (или другой теплоноситель), циркулирующую через него.

Характерные особенности индукционных нагревательных котлов:

  • отсутствие термоэлектрических нагревательных элементов существенно увеличивает КПД устройства;
  • применение высокочастотных токов повышает эффективность конструкции;
  • в процессе эксплуатации практически не возникает образование накипи;
  • подобные конструкции отличаются высокой степенью безопасности.

К факторам, сдерживающим широкое распространение индукционных котлов, следует отнести их  высокую стоимость (цена на аналоги других типов существенно ниже), помимо этого у таких устройств большие габариты.

Электродные установки

В моделях данного типа нагрев теплоносителя происходит за счет применения электролиза. Устройство такого электрокотла отображено на рисунке.

Простой экономный электродный нагреватель

Обозначения:

  • А – электрод, к которому подключается фаза;
  • B – электрод для подключения нулевого провода (соединен с корпусом трубы);
  • С – защитное заземление (подключается к корпусу);
  • D – корпус устройства.

Обратим внимание, что электроды такого устройства не играют роль нагревательных элементов. Нагрев теплоносителя происходит за счет процесса электролиза, то есть при прохождении через теплоноситель электроэнергии.

Типы устройств

На электродах практически не образуется осадок, поскольку их полярность регулярно изменяется с частотой 50 Гц.

Говоря о электродных котлах, следует отметить их небольшие размеры, а также плавный выход на необходимую мощность.

Что касается недостатков, то существенный из них —  использование в отопительной системе подготовленного теплоносителя с определенным удельным сопротивлением. Помимо этого в процессе эксплуатации электроды постепенно растворяются, что требует их регулярной замены.

№Тип подключения

Перед покупкой котла определенной мощности необходимо выяснить особенности электропроводки в доме. Среди котлов мощностью до 10-12 кВт можно найти модели, которые могут подключаться как к однофазной (220 В), так и к трехфазной сети (380 В). Более мощные котлы с однофазной сетью использовать не получится – необходимо будет подключить дом к трехфазной сети.

Для подключения котла к щитку лучше брать медный многожильный провод, который при более высокой проводимости будет меньше греться.

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.

Лучшая конструкция самодельного электрокотла

Такая конструкция самодельного электрического котла необычна. Как правило, термоэлементы в электрических котлах крепятся снизу. Такое их расположение не совсем удобно, поскольку в электрическом котле наиболее часто выходят из строя именно термоэлементы. То есть их чаще всего приходится заменять. Если уж решено делать котел отопления своими руками, конструкции и чертежи котлов, производимых промышленным способом, можно не брать в расчёт.

При расположении термоэлементов в нижней части котла их замена будет сопряжена с дополнительными трудностями. В случае крепления тэнов к верхней заглушке при сгорании одного из них или даже всех сразу котёл не придётся даже снимать со стены, отсоединять от отопительной системы. Нужно будет всего лишь воспользоваться газовым ключом и отвернуть крепёжную гайку сгоревшего тэна, что намного удобнее и проще ремонта котла с нижним креплением тэнов.

Вполне возможно, что в недалёком будущем появятся проекты электрических котлов именно такой конструкции. Во всяком случае, если учесть эту деталь самостоятельно, содержать котельное хозяйство в порядке будет довольно просто.

Лучшая конструкция самодельного электрокотла

Основная часть электрокотла собрана. После этого следует подключить котел к электросети и заняться монтажом системы автоматического управления им. Если мощность котла будет небольшой, менее семи киловатт, его можно подключать и к однофазной сети со стандартным напряжением 220 вольт.

Если планируется использовать более мощный отопительный агрегат, то потребуется подключение к трёхфазной сети. Но для этого придётся оформлять множество документов на подключение к дополнительным энергомощностям. Поэтому более предпочтительным вариантом является установка двух или трёх маломощных котлов вместо одного. Соединение их в одну отопительную систему не вызовет больших затруднений.

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.
Электрокотел для отопления дома своими руками

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

В общем случае электрокотел подключается через пусковое реле, которое приводится в действие схемой терморегулятора. Ее, собственно, и называют автоматикой. Такие блоки выпускаются сегодня отдельно и их без труда можно найти в продаже.

Необходимо приобретать самый недорогой вариант, учитывающий только температуру теплоносителя, ведь наш электрокотел будет только подстраховывать основной теплогенератор на случай сбоя, не давая системе замерзнуть.

Электрокотел для отопления дома своими руками

Устройство электрического котла отопления

Нагреватели мощностью до 7 кВт можно подключать по однофазной схеме. Более мощные лучше делать или приобретать в трехфазном исполнении (в Энергосбыте нужно будет оформить подключение 3-фазного учета).

От вводно-распределительного устройства к электрокотлу должен быть проложен отдельный кабель с обязательным подключением через автоматический выключатель и УЗО.

Электрокотел для отопления дома своими руками

Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла

Установку электрокотлов для отопления частных домов обычно поручают специалистам, но можно все сделать и самостоятельно, особенно если есть навыки обращения с ключами и дрелью. Рассмотрим процесс установки электрокотла на примере Kospel

Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла

Как видим установить отопительное оборудования собственными силами можно без проблем. тем более, что в интернете доступна любая схема отопления частного дома с электрокотлом.

Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла

Схема обвязки электрокотлов отопления с газовым оборудованием

Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла
Пошаговое руководство по установке и подключению электрокотла

Комплектация котла

Водяное отопление — схема в частном дом

Современные производители предлагают разную комплектацию электрокотлов. Предпочтение стоит отдавать тем из них, которые имеют полный комплекс вспомогательных устройств. Конечно, хорошо укомплектованный агрегат будет стоить немного дороже, зато пользоваться им намного проще.

Что должно обязательно входить в комплектацию электрокотла? Циркуляционный насос, программатор и расширительный бак. Дополнительные бонусы – различные защитные устройства. Одни защищают котел, предотвращая замерзание воды внутри, а другие – от низкого давления воды.

У некоторых моделей есть зимний и летний режим работы, а также особые фильтры очистки. По сути, подобное оборудование легко можно назвать миникотельной. Такой вариант предпочтителен для мест постоянного проживания.

Конструкция корпуса

Специалисты обращают внимание на то, что следует выбирать модели, которые имеют полностью закрытый корпус. Особенно это актуально для семей, воспитывающих маленьких детей

Закрытая конструкция защищает от несанкционированного доступа к оборудованию.

Если такие отключения длительны, то дом может зимой полностью замерзнуть. Во избежание этого стоит приобрести дополнительно аккумулятор и инвектор, который может преобразовывать накопленные вольты в переменный ток.

Выбор производителя

Настенные электрические котлы

Всю представленную на рынке продукцию можно разделить на две большие условные группы:

  1. Котлы отечественного производства.
  2. Оборудование иностранного производства.

Чему отдать предпочтение в данном случае? Для домов большой площади, где отопительная система требует значительного объема воды, предпочтительны котлы отечественного производства. В малогабаритные помещения целесообразно устанавливать плоские модели. Европейские варианты хороши только в квартирах. Они потребляют меньше электроэнергии, имеют высокий КПД и интуитивно понятное управление.

Практическое руководство по самостоятельному изготовлению

Перед установкой оборудования необходимо тщательно подготовиться: сделать или заказать чертежи и схемы, произвести нужные расчёты, выбрать место под установку, запастись материалами и инструментами.

Хоть готовые чертежи теоретически можно использовать, но в большинстве случаев их придётся переделывать, так как каждый домашний мастер будет использовать те материалы, которые у него есть.

Производство котла на основе тэна

Электрокотел для отопления дома своими руками лучше сделать на основе технологии трубчатого электронагревателя. Связано это с простотой конструкции. Её сделать сможет даже человек без соответствующего опыта. Такое устройство разрешается использовать для обогрева как большого, так и маленького помещения. Его можно установить в гараже, бане или небольшой комнате. К тому же для его работы потребуется напряжение от обычной сети.

Сделать электрокотел отопления своими руками на 220 В можно из стальных труб для корпуса и патрубков, металлических листов и нескольких тэнов. Если планируется устанавливать один тэн, тогда достаточно трубы диаметром 10 см, а если два и более, то 13-15 см. Корпус должен быть длиннее нагревательного элемента минимум на полметра.

В конструкции, состоящей из нескольких ТЭНов, каждый из них необходимо подключить под отдельный автомат. Если в доме есть не одна, а три фазы, то устанавливать нужно каждый элемент на отдельную фазу.

Необходимые инструменты и материалы

Для котла с мощностью 2,4 кВт нужно немного материалов. Он обеспечит теплом дом в качестве дополнительного оборудования. Для работы необходимо подготовить:

  1. Трубу из стали диаметром 120 мм и длиной 65 см.
  2. Листы из стали толщиной 4 мм и размером 1,5×1,5 м.
  3. Два тэна по 1,2 кВт.
  4. Термостат.
  5. Предохранительные клапаны.

Все материалы можно приобрести в специализированных магазинах. Если устанавливать покупной котёл, то комплектующие должны быть в комплекте с ним. Некоторые элементы можно сделать самостоятельно из подручных средств, но термостат нужно покупать в любом случае. Также нужно подготовить ряд инструментов:

  1. Шлифовочную машинку.
  2. Сварочный аппарат.
  3. Дрель и набор свёрл.
  4. Линейку и маркер.
  5. Набор отвёрток и ключей.

Кроме этого, потребуются антикоррозионное вещество, грунтовка и краска для придания котлу красивого вида.

Пошаговая инструкция

Котёл для частного дома можно сделать самостоятельно, воспользовавшись инструкцией по производству. Все действия необходимо выполнять в такой последовательности:

  1. Производство теплообменника. Для этого необходимо в трубе диаметром 120 мм прожечь отверстие в 1 дюйм. Делать его лучше газовой горелкой, в крайнем случае — электродом.
  2. Проделанное отверстие зачищают с помощью болгарки. Дальше к отверстию нужно приварить стогны.
  3. Для дна котла используют металлическую пластину толщиной 5 мм. Она будет закрывать аппарат снизу и выполнять функцию фланца для тэна.
  4. В самой нижней части трубы ввариваются стогны, которые отводят лишнюю воду из системы.
  5. К корпусу котла необходимо приварить шпильку. К ней будет подключаться заземление.
  6. Верхняя часть закрывается круглой пластиной диаметром 120 мм.
  7. Герметичность конструкции можно проверить, опустив её в воду. Предварительно все патрубки закрываются полипропиленом.
  8. Дальше необходимо установить терморегулятор и кран, после чего подключить устройство к системе подачи воды.
  9. На завершающем этапе тэны включают и тестируют работу системы.

Такая конструкция имеет свои недостатки. Основным из них является невозможность замены нагревательного элемента. Для этого нужно отрезать верхнюю крышку и демонтировать конструкцию. Чтобы избежать таких последствий, необходимо устанавливать съёмные тэны наподобие тех, что устанавливаются в бойлерах.

Для защиты от коррозии котёл обрабатывают специальным веществом. После этого его необходимо прогрунтовать и покрасить. Но лучше эти действия сделать отдельно для каждого элемента до установки котла.

Самостоятельно собранная отопительная установка хоть и имеет ряд недостатков, но экономичность и простота в использовании делают её популярной среди пользователей. Однако не нужно забывать о предельной осторожности во время монтажа и эксплуатации, так как электричество требует особого внимания. После запуска оборудования необходимо контролировать процесс его работы и вовремя проводить профилактику.

Читайте также:  Расчет выработки тепловой энергии котельной