Создание самодельного электродного котла своими руками: выбор материалов, схема монтажа + фото

Достоинства установок

Энергосберегающие установки для водяного отопления только начинают приобретать популярность у россиян, слишком недавно они появились на рынке отопительного оборудования. Интерес вызывают высокие технические характеристики, экологическая безопасность, автономность, надежность, экономичность, компактность.

• КПД ЭОУ составляет 98% при работе в отопительной системе одновременно двух приборов;
• уровень нагрева контролируют специальные температурные датчики;
• компактные размеры и аккуратный внешний вид;
• моментальный прогрев жидкости, находящейся в камере;
• отсутствует необходимость в согласовании монтажа и последующей эксплуатации с органами Гостехнадзора;
• существенно экономят средства владельцев в период отопительного сезона;
• гарантированный срок службы составляет 10 лет, заявленный производителями эксплуатационный период — 30 лет.

Как работает электродный котел

Обратите внимание! Электродный котел нельзя подключать через УЗО, так как ток непосредственно соприкасается с водой!

Необходимые материалы

Для изготовления ионного котла нам обязательно потребуется:

1. твердость и целеустремленность;
2. сварка, умение ею пользоваться;
3. железный тройник;
4. труба из стали, которая имеет необходимые нам габариты;
5. муфта;
6. клеммовые и электродные изоляторы;
7. набор электродов;
8. клеммы для заземления и нуля.

Возможно вас так же заинтересует статья о том как сделать парогенератор своими силами, об этом читайте тут

Как рассчитать мощность

Целесообразность установки отопительного котла того или иного типа определяется условиями его эксплуатации и площадью помещения. На основании этих данных рассчитывают минимальную мощность и стоимость эксплуатации за отопительный сезон или целый год.

Формула мощности: W=We*S (кВт);

• W – это оптимальная мощность нагревательной установки;
• We – удельная мощность для единицы площади, зависит от региона (южные районы порядка 0,05–0,07, северные и центральные – до 0,2);
• S – общая площадь (м2);

Могут вводиться дополнительные поправочные коэффициенты для разных типов зданий и кровли:

• крыша без теплоизоляции – 0,25;
• нет наружного стенового утеплителя – 0,35;
• сквозняки или мощная вентиляция – 0,15.

Эти и другие поправки содержатся в справочной литературе, а также соответствующих ГОСТах.

Это важно! Получив необходимое значение мощности котла, сравните его с максимально возможной нагрузкой на электрическую сеть в доме. Гаражные и садовые кооперативы имеют слабые сети и не способны питать мощные нагревательные приборы.

Устройство и технические характеристики

Данный способ мгновенного нагрева теплоносителя, не является какой-то современной разработкой он существует несколько десятков лет, поэтому сегодня модели выпускаются несколькими компаниями. Конструкции в основном, похожи и различаются только малозначительными деталями.

Это обычно — вертикально установленный цилиндр, с широкой нижней частью, где размещается электрокоммутационный блок. В конструкции расположены два патрубка для подающего и обратного теплоносителя.

Внутри устройства устанавливаются электроды. При работе в линии 220 В — один электрод по центру, а в линии 360 В — три изолированных электрода из специализированных сплавов, закрепленные защищенными полиамидными гайками.

Кроме того в конструкции расположены:

• управляющий блок;
• контроллер блока управления;
• защита от напряжения низкого качества;
• клеммы питания и заземления;
• резиновые прокладки для изоляции
• изоляционные.

Усредненные характеристики бытового ионного котлоагрегата:

• диаметр электродного котла – до 300-350 мм;
• длина – примерно 600 мм;
• вес одной установки от 10 до 12 кг;
• тепловая мощность от 2.0 до 55.0 кВт.

Непременной составляющей ионного котлоагрегата считается специальный теплоноситель, который в обязательном порядке должен отвечать условиям, обозначенным технической инструкцией завода-изготовителя.

Лучшие производители

Благодаря своим преимуществам ионные котлы остаются весьма востребованными источниками теплоснабжения на российском рынке.

Их выпускают ряд отечественных заводов, также имеются модели западных производителей.

Общий обзор самых востребованных брендов:

1. «Галан», котлоагрегат московской фирмы. Фирма производит несколько базовых моделей в сети 220 В: » Очаг», » Турбо» и » Гейзер», а сети 380 В — » Вулкан». К устройствам потребуется купить основной блок управления » Навигатор», защитный автомат «ABB», терморегулятор «BeeRT», управляющий производительностью циркуляционного электронасоса.
2. Электродные ионные котлы Берил, российского производителя, выпускаются в 2-х типоразмерах для сети 220/380 В и соответственно мощностью 9/33 кВт. Имеет верхнюю установку блока включения к электросети, что упрощает монтаж и техобслуживание. К нему необходимо дополнительно приобрести блок ЦСУ «Евро», который позволяет выполнять ступенчатое управление мощностью подогрева теплоносителя, через каждые 200 Вт.
3. Котлы электродные марки ЭОУ отечественного производителя, с диапазоном мощности от 2 до 120 кВт, в сети 220/380 В.
4. «Форсаж» украинского производителя, оборудованы специальным защитным кожухом, повышающим безопасную эксплуатацию, имеющий дизайнерский внешний вид. Представлена 5-ю модификациями для сети 220 В, мощностью от 3.0 до 20 кВт, которые комплектуются блоком управления ЭЦРТ.
5. STAFOR, латвийского производителя, соответствует требованиям ЕС. Конструкция обладает рядом инновационных решений, в том числе — использует «клетку Фарадея» с распределением предохранительного и рабочего нуля. С ним совместно возможно купить фирменный теплоноситель о и специализированную присадку STATERM POWER, позволяющую вовремя вносить поправки в химсостав электролита для регулирования эффективности работы котла.

Лучшие российские электродные котлы отопления

Большой плюс отечественной техники в том, что она прекрасно приспособлена к условиям эксплуатации в реалиях – с перепадами напряжения, нестабильным током и пр. При этом по цене, стоимости обслуживания, неприхотливости и надежности она даст фору большинству конкурентов.

«Галан» Вулкан 36

Компания «Галан» одной из первых начала разработку такого семейства обогревательных приборов, используя наработки военно-космической отрасли и запатентованные инженерные решения. За четверть века даже первая линейка приборов не вышла из строя и продолжает функционировать.

«Галан» Вулкан 36

Мощность модели 36 кВт, подходит только для трехфазной сети. Максимальная сила тока на три фазы 27,3 А. Управление механическое, устанавливают котел только на пол.

Данная модель «Вулкан» 36 обладает многими преимуществами, выделим основные из них:

• простота в обслуживании и эксплуатации.
• безопасность и надежность – при возникновении короткого замыкания электрического тока, перегреве токоподводящих проводов, превышении заданной температуры, утечке теплоносителя котел отключается.
• объем теплоносителя 600 литров, объем отапливаемого помещения – 1700 куб.м.
• доступная стоимость – средняя цена составляет 11000 руб.

Инструкция по эксплуатации «Галан» Вулкан 36

«Галан» Гейзер 15

Безопасный и производительный одноконтурный электродный котел, которому часто отдают предпочтение владельцы загородной недвижимости. Мощность оборудования 15 кВт, подходит только для трехфазной сети. Максимальная сила тока на три фазы 22,7 А. Управление механическое, устанавливают котел только на пол. В качестве дополнительной опции предусмотрена возможность подключения внешнего управления.

«Галан» Гейзер 15

Его покупают благодаря таким преимуществам:

• простота и удобство эксплуатации – разобраться с устройством сможет и новичок.
• небольшая масса конструкции и компактные размеры – всего 5,3 кг.
• большая площадь обогрева – до 180 кв.м.
• электронное автоматическое регулирование – наличие блока управления, позволяющего сформировать интервал по нагреву теплоносителя.
• возможность подключаться к комнатному индикатору температуры.
• цена прибора в среднем составит 7800-8000 руб.

Инструкция по эксплуатации «Галан» Гейзер 15

РусНИТ 208М

Производитель ООО «Завод РусНИТ», г.Рязань. Может использоваться в качестве основного или резервного источника тепла в доме или бытовых помещениях площадью до 80 кв.м. Мощность 8000 Вт.

• трехступенчатая регулировка мощности – 30%, 60% или 100%;
• теплообменник и нагревательный элемент выполнены из нержавеющей стали;
• в качестве теплоносителя в системе может использоваться антифриз или дистиллированная вода;
• наличие термовыключателя, исключающего нагрев теплоносителя выше 90°С;
• можно подключать к циркуляционному насосу;
• гарантия от производителя – 2 года.

Среди минусов отметим ручной выбор мощности, сложности при подключении, требующие определенных навыков.

Стоимость агрегата – от 15000 рублей.

Инструкция по эксплуатации РусНИТ 208М

Схема подключения к отопительной сети

Для нормальной эксплуатации потребуется установка циркуляционного насоса, расширительного бака, специального фильтра и блока автоматики. Чаще всего используются 3 типовых схемы включения электрокотла в отопительный контур.

Стандартная или последовательная

Самая распространённая принципиальная схема, в которой теплоноситель подаётся сверху вниз при помощи насоса. Позволяет подключать большое количество радиаторов отопления.

Принципиальная схема подключения котла является самой распространённой

Параллельная схема

Хорошо подойдёт небольшим помещениям с 1–2 секциями батарей. Циркуляция жидкости в таком контуре возможна самотёком за счёт конвекции. Также может быть подключён второй котёл или центральное отопление.

1 – котёл, 2 – радиаторы системы отопления, 3 – расширительный бак; 4 – кран заполнения/подпитки системы из водопровода

Подключение тёплого пола

В домах с центральным или газовым отоплением электродные котлы малой мощности используют для обогрева пола. Такой пол дольше сохраняет тепло и делает микроклимат в помещении мягче, чем при использовании инфракрасных обогревателей.

Подключить тёплый пол к котлу можно самостоятельно

Нагрев воды в системе горячего водоснабжения предполагает применение специальных 2-х контурных котлов, которые могут быть также подключены к общей отопительной системе.

Перед началом работ на чертеже необходимо указать количество контуров, места расположения радиаторов отопления и общее количество труб, места установки насосов и фильтров. Предусмотреть краны для слива воды и заправки жидкости в контур.

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях. Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

• сварочный аппарат;
• электроды;
• железный тройник;
• электродная изоляция (из полиамида);
• нулевой провод;
• муфта;
• клеммы заземления;
• труба соответствующих размеров из стали;
• изоляция для клемм.

Обратите внимание! На подготовительном этапе следует изучить схему работы подобного оборудования.

Этап 2. Сборка ионного котла

Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Чертеж ионного котла

Обратите внимание! Для монтажа электродов требуется тройник, посредством которого и будет происходить вход/выход теплоносителя.

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Детали для сборки котла

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Обратите внимание! Для большей надежности можно прикрепить второй болт, аналогичный первому.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котлаСхема подключения котла

На этом этапе обязателен монтаж таких элементов системы:

• воздухоотводчики;
• манометр;
• предохранитель.

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Монтаж котла электродногоМонтаж котла электродногоСхема подключенияСборка системы отопленияСборка системы отопленияСборка системы отопленияПолифосфатный фильтрНастройка электродного котла

Сравнение ЭОУ и газовых котлов

Многие годы природный газ занимал первую позицию среди источников энергии. Его использовали как в бытовых целях, так и в производственных масштабах. Недостатки газовых котлов стали явными после появления электрических ЭОС, предназначенных для автономной работы. Газовое оборудование уступает сразу по нескольким позициям:

• значение КПД более низкое;
• работа котла сопровождается выбросами вредных веществ;
• высокая пожарная опасность;
• зависимость от газовой магистрали.

Монтаж ЭОУ

Для установки энергосберегающего прибора водяного отопления используют арматуру и соединительные элементы, которые традиционно применяют во время проведения сантехнических работ (трубы, шланги, муфты, переходники и пр.). Монтаж энергосберегающей электроустановки в отопительную систему ничем не отличается от монтажа котлов других типов:

• выходная температура составляет около 95 °C;
• диапазон рабочего напряжения 220–380 В;
• длина установки однофазного типа 300 мм, диаметр 43 мм, масса 2 кг;
• входной присоединительный размер G1″, выходной G1¼″;
• длина установки трехфазного типа 400 мм, диаметр 106 мм, масса 7 кг;
• входной присоединительный размер G1¼″, выходной G1¼″.

Возможные варианты монтажа

Вход установки соединяется с обратной линией, в то время как выход монтируется к подающей линии отопительной системы. Если в системе уже функционирует один или несколько котлов, монтаж энергосберегающего варианта производится параллельно имеющимся приборам.
Вариантов монтажа системы несколько:

• двухпроводная схема с верхней разводкой (естественная циркуляция воды);
• однопроводная схема с нижней разводкой (принудительная циркуляция воды);
• параллельная схема, когда подключение ЭОУ производится в систему отопления, смонтированную ранее;
• параллельная схема, когда в систему подключают две и более ЭОУ.

Обязательные требования

При монтаже энергосберегающего котла водяного отопления необходимо предусмотреть установку счетчика электроэнергии, применительно к силе тока от 1А. Сечение электрического кабеля должно иметь то же значение, что указано в инструкции. К обязательным требованиям относится и монтаж заземляющего контура.

Экономия от применения ЭОУ

Энергосберегающие отопительные установки соответствуют всем нормам экологической и пожарной безопасности, работают бесшумно, не выделяя при этом вредных для здоровья человека веществ.

Использование ЭОУ позволяет оптимизировать расход электрической энергии, а там где действует рационализм, там экономится семейный бюджет. Термостаты, установленные в каждом помещении, позволяют регулировать температурный режим в пределах от 5 до 30 °С. При понижении температуры всего на 1-2 градуса электроэнергетические затраты сокращаются на 5-6%. Более гибкий подход к регулированию температурными режимами в масштабах всего дома позволит добиться 35-50%-й экономии.

При желании можно запрограммировать для отопительной системы с ЭОУ любой температурный график, согласно которому автоматика будет отключать одну или группу помещений.

Плюсы и минусы

Как видно из вышесказанного, электродные котлы имеют такие плюсы:

1. Простая конструкционная схема.
2. Малые размеры.
3. Легкость установки.
4. Пожаробезопасность.
5. Бесшумность работы.
6. Небольшая стоимость комплектующих.
7. Малый расход материалов для самостоятельного изготовления.
8. Возможность подключения к одно- и трехфазной электросети.

Что касается минусов, то ионные котлы не радуют такими особенностями:

1. Чтобы включить устройство, нужно подать большой электрический ток. Для этого следует применять магнитный пускатель или аналогичные ему приборы.
2. Нужно использовать теплоноситель с правильной концентрацией солей. Если она будет слишком малой, сила тока будет недостаточной и нагрев будет слабым.
3. Если создается электрический отопительный котел своими руками, нужно потратить немало времени для определения правильной концентрации солей.
4. Кроме воды другие теплоносители использовать не получится. Более того, сама вода должна иметь надлежащее состояние. Так, желательно использовать техническую жидкость без наличия каких-либо примесей металла, на которые богата водопроводная вода.
5. Большой расход электрической энергии .

Чтобы изготовить электродный котел своими руками, нужно подготовить такие материалы:

1. Железную бесшовную трубу. Диаметр 57 мм. Длина 30 см.
2. Термостойкую краску .
3. Грунтовку.
4. Трубу с диаметром 32 мм.
5. Металлические заглушки или футорки. 2 шт. Их альтернативой может быть металлический лист. Правда, его придется приваривать, а не закручивать как заглушки.
6. Электрод. Диаметр 25 мм.
7. Клеммы, которые имеют резьбу М6. 2 шт.
8. Паронитовые или резиновые прокладки. 2 шт.
9. Фторопластовую втулку или стеклотекстолит.

Конечно, материалы следует брать с запасом, поскольку в случае ошибки их расход сильно растет.

Советы от профессионалов

Установку устройства сделать может каждый, но важно выполнить работу качественно. При этом следует соблюдать ряд правил. Это позволит избежать проблем в работе устройства.

Электродиодный котел должен устанавливаться только в вертикальном положении

Полезные сведения:

1. Электродный котёл устанавливают только в вертикальном положении. Безопасность эксплуатации обеспечивают отдельным креплением устройства к стене, независимо от остальной системы.
2. Для заземления используют медный провод диаметром 0,4 мм. Сопротивление не должно превышать 4 Ом.
3. Нулевую клемму размещают в нижней части котла. Так удобнее крепить провод заземления.
4. Проводя монтаж ионного котла в эксплуатируемую ранее магистраль отопления, следует провести её очистку. Для этого применяют специальные средства для электродных отопительных систем.

Указанные приёмы выработаны в ходе многолетней практики специалистами. Нежелательно повторять ошибки, чтобы потом переделывать систему. Хозяева, принимая во внимание советы, не затратят дополнительного времени на оптимизацию работы устройства.

Вывод нагревателя в рабочий режим

Последний этап – подключение проводов электропитания и заземления, заполнение системы водой и настройка электродного котла. Его потребуется вывести на рабочую мощность корректировкой состава теплоносителя. Обычно используют водопроводную воду, но она имеет ряд вредных включений, которые образуют накипь на поверхностях электродов. Идеальный вариант – в самом начале заполнить систему дистиллированной водой, если ее нет – дождевой или водопроводной.

Для настройки нужно иметь такие приборы и материалы:

• токовые клещи или амперметр;
• сода;
• шприц;
• емкость для размешивания.

Поскольку электродные котлы, сделанные своими руками по приведенному чертежу, будут иметь ориентировочную мощность 4 кВт, то по расчету сила тока в цепи должна быть 4000 Вт / 220 В = 18 А. Амперметр присоединяется к проводам питания, после чего аппарат включается в сеть для нагрева воды в системе. В это время в емкости делается раствор соды, ориентировочная пропорция — 1 / 10. Его лучше добавлять в систему через открытый расширительный бак или другое место шприцем.

После включения первые показания амперметра будут меньше, чем 18 А. Небольшими порциями, не спеша, в теплоноситель для электродных котлов добавляется раствор соды. При этом система должна быть полностью прогрета. Если была залита дистиллированная вода, то процесс займет длительное время, нужно запастись терпением. Доливку надо прекратить, когда прибор покажет 16—17 А, иначе можно превысить концентрацию. Это чревато закипанием и выбросом пара или разрывом пластиковых труб.

Последствия электролиза, прямого действия тока

В процессе работы гидролизного раствора, происходит распад воды на водород, кислород, ведет к образованию воздушных пробок. Не дает жидкости нормально циркулировать внутри системы.

Некоторые пользователи обнаружили на алюминиевых радиаторах следы коррозии — следствие электрохимического воздействия.

Если установить в систему отопления чугунные радиаторы, качество теплоносителя изменится в худшую сторону. Из пор чугуна дистиллированная вода вымывает примеси. Электродный котел требует установки биметаллических конструкций.

Жидкость в системе находится под постоянным воздействием тока, установка заземления обязательна. Процесс сложный, не на всех видах отопительной системы возможно.

На стальную трубу можно установить хомут, если система состоит из чугунных радиаторов и пластиковых труб — процесс практически не решаемый.

Мифы о выдающемся КПД

В рекламных материалах утверждают, что котельное оборудование на электродах добывает тепловую энергию из пустоты. Показатели — 120-150% от приложенной электрической мощности. Но они совершенно не обращают внимание законы физики, теплотехники.

Миф — преобразование электрической энергии электродным котлом во много раз. Акцентировали внимание на продвижении тепловой техники, которая работала от теплового насоса с положительным коэффициентом СОР.

Не стоит верить заявлению, что электрическая энергия на 100% преобразуется в тепловую. Потери неизбежны.

Заключение

Электродный котел прост в изготовлении, надежен в работе и занимает небольшое пространство в топочной. Единственное его слабое место – требования к составу теплоносителя. Когда их выполнить невозможно, то желательно ставить индукционный котел, который нагревает теплоноситель вихревыми токами и не зависит от концентрации солей в воде.

Для тех, кто хочет попробовать сделать котел на твердых видах топлива, советуем почитать статью про изготовление самодельного пиролизного котла.