Электрокотел своими руками: технология изготовления конструкций популярных видов

В условиях суровой зимы крайне важно обеспечить 100-процентную надежность отопительной системы, особенно если ее теплогенератор работает на твердом топливе.

Самое распространенное на сегодняшний день решение – установить параллельно с основным котлом маломощный электрический.

Такой прибор можно купить в любом спецмагазине, но и собрать его самостоятельно никто не мешает – конструкция предельно проста. Далее мы расскажем, из чего и как домашний умелец может сделать электрокотел своими руками для отопления.

Принцип работы

Любой электрический котел, независимо от его разновидности, всегда работает по одному принципу: электрический ток пропускается через какой-либо материал с большим электрическим сопротивлением, который при этом начинает греться.

Генерируемое тепло передается омывающему нагреватель теплоносителю и с его помощью разносится по всему отопительному контуру. Что конкретно используется в качестве нагревательного элемента и каким образом в нем образуется электроток – зависит от вида котла.

Электродный электрический котел для частного дома – принцип работы

Основные конструкционные элементы

В общем случае электрокотел состоит из таких компонентов:

1. Теплообменник: это подключенный к системе отопления резервуар, в котором протекающая через него рабочая среда получает тепловую энергию.
2. Нагреватель: имеющийся в теплообменнике элемент, в котором электрическая энергия за счет сопротивления превращается в тепловую.
3. Электрическая схема: совокупность деталей, благодаря которым в нагревателе появляется электроток.
4. Блок автоматики: отслеживает при помощи сенсоров температуру теплоносителя и при необходимости включает либо отключает электрокотел.

Все вышеперечисленное помещается в стальной короб с теплоизоляцией – корпус.

Основные варианты современных электрокотлов

Итак, в основе работы всех электрокотлов лежит один и тот же принцип, а вот реализуется он по-разному. Известны три вида электрокотлов:

Агрегаты с ТЭНами

Роль нагревательного элемента в таком котле играет спираль из нихрома или другого сплава, которая без всяких ухищрений просто подключается к электросети. Спираль помещена в изогнутую металлическую трубку и засыпана кварцевым песком. Вся конструкция называется трубчатым электронагревателем или сокращенно – ТЭНом.

Электрокотел с ТЭНом

ТЭН монтируется внутри теплообменника и непосредственно контактирует с рабочей средой. Поэтому к последней предъявляются особые требования: вода должна быть обессоленной (иначе ТЭН быстро покрывается «шубой» из накипи), антифриз – можно применять только специальные марки.

Включать такой котел при пустом теплообменнике (без воды) нельзя – ТЭН сгорит.

Из всех электрокотлов ТЭНовые являются самыми доступными, а потому и наиболее популярными.

Котлы с индуктором

Как известно, для генерации электротока в каком-либо теле вовсе не обязательно подключать его к источнику – колебание электронов можно вызвать при помощи магнитного поля с изменяющимися параметрами. Такой процесс называется электромагнитной индукцией, а источник магнитного поля – индуктором.

В индукционном котле индуктором является катушка из провода, намотанного поверх теплообменника. Последний имеет вид обычной трубы, подсоединенной к отопительному контуру.

Пропуская через катушку переменный ток, мы превращаем ее в электромагнит – тоже переменный. Тот, в свою очередь, возбуждает магнитным полем в стенках теплообменника электроток (токи Фуко), от которого они и нагреваются. Таким образом, вся труба-теплообменник становится нагревателем, имеющим, по сравнению с ТЭНом, просто огромную площадь контакта с теплоносителем.

Для увеличения мощности теплообразования частота тока, пропускаемого через электромагнит, многократно увеличивается – с 50 Гц до 60 – 80 кГц. Эту задачу выполняет специальный электронный блок – инвертор.

К достоинствам индукционных котлов относят:

• быстрый нагрев;
• способность работать с абсолютно любым теплоносителем (допускается даже использование неподготовленной воды, так как из-за наличия поля и микровибраций накипь на стенках теплообменника не кристаллизируется);
• практически неисчерпаемый ресурс (нечему ломаться);
• цельный теплообменник (без врезок, через которые может просачиваться теплоноситель);
• при запуске без воды расплавиться может только труба, которая стоит очень дешево.

А вот что лежит на другой чаше весов:

• несмотря на экранирование, электромагнитное поле может нагревать металлические предметы, находящиеся рядом с прибором;
• по стоимости индукционный котел в несколько раз превосходит ТЭНовый.

Многие считают, что электрические котлы не имеют преимуществ, однако в некоторых случаях такое устройство может стать незаменимым. Как выбрать электрический котел отопления и когда его целесообразно использовать, читайте на нашем сайте.

Конструктивные особенности комбинированных котлов на дровах и электричестве рассмотрим тут.

А в этой теме https://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/elektricheskij-dvuxkonturnyj.html вы найдете рекомендации по выбору двухконтурного электрического котла отопления, а также узнаете о преимуществах данного оборудования.

Котлы с электродами

Каждый знает, что вода после растворения в ней солей приобретает свойства электропроводника. Этим и решили воспользоваться создатели электродного котла. В теплообменнике такого агрегата установлены два электрода, на которые подается напряжение.

Если система заполнена теплоносителем, через него потечет электрический ток. При правильно подобранной концентрации солей сопротивление рабочей среды остается высоким и она сама становится электронагревателем.

Электродный котел в системе отопления

Электродные котлы хороши тем, что:

• имеют простейшую конструкцию (две проволочки в трубе) и не содержат ни одной дорогостоящей детали;
• не портятся при включении без воды (нет проводника – нет и электротока).

Однако, следует быть готовым к тому, что такие устройства:

1. Требовательны к составу теплоносителя.
2. Капризны в работе (владельцы таких котлов жалуются на частые срабатывания УЗО).

Котлы данного типа требуют регулярного обслуживания: сравнительно часто приходится менять постепенно растворяющиеся электроды.

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.

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.

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.

Основные этапы работ по созданию котла

Рассмотрим несколько вариантов самодельных электрокотлов:

ТЭНовый котел

1. Необходимо купить ТЭН, мощность которого будет примерно в 3 раза меньше мощности основного теплогенератора.
2. Теперь нужно найти отрезок трубы с такими длиной и диаметром, чтобы ТЭН свободно в нем помещался.
3. С каждой стороны у самого торца сбоку к трубе нужно приварить по одному штуцеру диаметром 40 – 50 мм, к которым будет подключаться контур отопления.
4. Один торец трубы заваривается стальным диском, другой – шайбой, в центре которой приваривается гайка. Резьба у гайки должна быть такой же, как у ТЭНа.
5. Остается установить ТЭН, вкрутив его в гайку – и котел готов.

Если из отверстия, в котором установлен ТЭН, просачивается теплоноситель, уплотните его при помощи анаэробного герметика для систем газо-, водоснабжения и отопления.

После нанесения герметика в теплообменнике нужно создать разрежение, чтобы состав втянулся в щели. Через сутки, которые требуются герметику для полного отвердения, теплоноситель не будет просачиваться даже при давлении в 3 атм.

Индукционный котел

Этот котел изготавливают так:

1. На полипропиленовую трубу диаметром около 100 мм и длиной в 0,5 м с одной стороны наваривают муфту, в которую предварительно помещают мелкую сетку из капрона, стекловолокна или нержавейки.
2. Внутрь трубы засыпают рубленую проволоку из нержавейки. Кусочки должны иметь диаметр около 5 мм и длину в 40 – 50 мм.
3. На свободный конец трубы нужно наварить еще одну муфту с сеткой. Сетки не позволят стальной «начинке» покинуть пределы котла.
4. Теперь на трубу нужно намотать провод (90 витков), который затем подключается к инвертору от сварочного аппарата. Последний должен быть рассчитан на ток до 15 А и обладать функцией плавной его регулировки.

Остается вварить в муфты переходники для подключения к системе отопления – и котел готов.

Электродный котел с парокапельным радиатором

Это миниатюрное устройство можно подключить только к одному радиатору, но он может быть довольно большим (вариант для дачного домика или гаража).

1. Кусок трубы диаметром 76 мм и длиной 200 мм заварите с одной стороны наглухо, а с другой – шайбой с приваренной к ней по центру гайкой (диаметр резьбы – 1 дюйм).
2. Сбоку в трубу (ближе к торцу с гайкой) нужно вварить трубку с резьбой, соответствующей присоединительной резьбе радиатора.
3. В текстолитовом стержне диаметром 1 дюйм и длиной 35 мм нужно выполнить два продольных сквозных резьбовых отверстия М6. Затем с одного конца на нем нарезается дюймовая резьба.
4. Текстолитовый стержень ввинчиваем в гайку на корпусе котла, затем в него – две шпильки М6 (электроды), так чтобы они не доходили до противоположной стенки корпуса на 5 мм.

Элементы для самостоятельной сборки электродного котла

Снаружи электроды подключаем проводами к автомату на 20 А. При подаче на них напряжения через воду будет протекать ток, вследствие чего она будет нагреваться и испаряться. Пар будет поступать в радиатор, а после охлаждения и конденсации – в виде влаги стекать обратно в котел.

Монтаж изготовленного котла

Как происходит установка электрокотла своими руками? ТЭНовый котел можно устанавливать в любом удобном месте. В системах с принудительной циркуляцией его можно разместить контактами ТЭНа вверх – так прибор будет удобнее обслуживать. При естественной циркуляции ТЭН лучше развернуть вниз – этим будет обеспечен равномерный теплоотвод.

Если вы применили 3-фазный ТЭН, снимите с кнопок автомата объединяющую планку.

Это даст возможность включать нагреватель на 1/3 или 2/3 мощности, подавая, соответственно, одну или две фазы (для включения фазы на автомате нужно нажать соответствующую кнопку).

Индукционный котел предложенной конструкции можно применять только при наличии принудительной циркуляции.

Размещать его нужно не ближе 30-ти см по отношению к стенам и хотя бы в 80-ти см от пола или потолка. При более близком расположении металлические детали в строительных конструкциях будут нагреваться.

Электродный котел рекомендуется подключать к батарее через диэлектрическую вставку, при этом корпус его нельзя заземлять.

Каждый из самодельных электрокотлов рекомендуется оснастить защитно-декоративным кожухом, который надо заземлить в обязательном порядке.

Приборы следует устанавливать с небольшим уклоном, чтобы внутри не скапливался воздух.

Отопительные приборы, работающие по принципу индукционного нагрева, пока еще не очень популярны, но постепенно завоевывают рынок. Как работают индукционные котлы отопления и как можно изготовить такой агрегат своими руками – этому посвящена следующая статья.

Какой линолеум выбрать под электрический теплый пол? Ответ на этот вопрос читайте в этой теме.

Видео на тему

Изготавливаем электрокотел своими руками

Давний спор — что лучше — частный дом или квартира. Частный дом это независимость, уединение, свое приусадебное хозяйство и ответственность. Поддерживать тепло в частном доме может стать большой проблемой. Если нет централизованного газоснабжения, остро встает вопрос — как и чем, обогреть дом? Мы расскажем, что выход есть — смонтировать электрокотел для отопления своими руками.

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.

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.

Её можно дополнить такими нововведениями как:

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

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.

Разновидности

Любой электрокотёл можно разделить по разным признакам:

• Принцип работы;
• Тип установки;
• Регулировка мощности.

По принципу работы

Самодельный электрокотел для отопления вполне возможно изготовить нижеперечисленных типов:

1. Индукционного — нагрев воды происходит с помощью вихревых токов в сердечнике электромагнитного контура.
2. Электродного — жидкость между двумя электродами нагревается за счет проходящего между ними тока.
3. ТЭНового — нагревательные элементы закрытого типа под воздействием тока нагреваются и передают тепло окружающему его теплоносителю.

Тип установки

1. Настенное крепление — более компактный вариант размещения нагревательного котла и соответственно небольшой мощности.
2. Напольная установка — более объемные, но, в принципе, габариты не имеют большого значения, так как в этом варианте есть возможность наращивать мощность нагревательного оборудования.

Регулировка мощности

Собственного говоря, это касается дополнительный возможностей того оборудования которое будет использоваться совместно с котлами отопления. Это различного рода автоматика, которая способна выравнивать температуру теплоносителя в контуре отопления. Она может быть разного исполнения:

• релейной;
• семисторной;
• на магнитном пускателе.

Самодельный электрокотёл

В рамках этой статьи будет рассмотрено три варианта электрокотлов:

И каждый электрический котел для отопления можно сделать своими руками.

Какие понадобятся инструменты

Прежде чем приступить к работе, необходимо позаботиться о специальном инструменте и оборудовании.

• инверторный сварочный аппарат;
• газовый или плазменный резак;
• УШМ (болгарка);
• электродрель;
• молотки;
• измерительный инструмент (рулетка, циркуль и так далее).

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.

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.

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.

• 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.

• 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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»:

Заключение

Мы перечисли основные модели электрокотлов которые можно изготовить самостоятельно. На каком варианте остановиться каждый решает самостоятельно. Необходимо помнить, что любая система отопления требует одобрения опытных специалистов.

Видео по теме