Сборка нагревателя с ТЭН
Чтобы изготовить самодельный электрический котел отопления с трубчатым электронагревателем понадобится следующий комплект материалов:
- стальной лист толщиной больше 2 мм;
- отрезок стальной трубы (длина и диаметр зависят от производительности агрегата);
- трехфазные ТЭНы (не рекомендуется применять нагреватели со встроенным реле, поскольку они быстро изнашиваются).
Сначала из стального листа необходимо вырезать будущее дно котла. Размеры дна должны соответствовать диаметру трубы. Затем из того же металла требуется сделать фланец – кольцо, чей внутренний диаметр равен наружному или внутреннему диаметру трубы, в зависимости от того, каким способом деталь планируется закрепить на корпусе. Ширина кольца обычно составляет 30 мм.
Далее из стального листа изготавливают крышку с диаметром, соответствующим внешнему диаметру фланца. Крышка и фланец соединяются при помощи 6 болтов, в местах монтажа креплений заранее проделываются отверстия. Еще несколько отверстий просверливается в крышке — их размер должен соответствовать размерам запланированных к установке ТЭНов.
Приваривание элементов
Первым к корпусу котла нужно приварить дно, следующим – фланец. Крышку монтируют только после того, как на ней будут прочно зафиксированы трубчатые нагреватели. Между ТЭНами и крышкой вставляется уплотняющая прокладка из материала, устойчивого к воздействию воды.
Между крышкой и фланцем располагается еще одна прокладка, выполненная из автомобильной камеры. Эта прокладка должна быть точной копией фланца, в том числе в ней надо сделать отверстия под болты.
Монтаж патрубков
До того, как закрыть котел крышкой, в его корпус монтируют патрубки для подключения труб системы отопления, предварительно вырезав подходящие отверстия
Важно, чтобы на концах патрубков имелась резьба: это требуется для установки входных кранов, которые позволят перекрывать циркуляцию теплоносителя в контуре, если электрический котел потребуется отремонтировать. Труба для отвода горячей жидкости располагается в верхней части агрегата, желательно встроить ее прямо в крышку
Охлажденный теплоноситель подается по трубе снизу.
Когда патрубки монтированы, котел полностью собирают и подключают к сети. Иногда его конструкция может меняться: например, на фланец монтируют не только крышку, но и дно. Устройство является универсальным, и его получится легко приспособить к техническим параметрам системы отопления дома.
Электромонтажные работы
Во время электромонтажных работ контакты всех ТЭНов котла соединяются с колодкой, к ней же подключается нулевой провод. Иногда нагревательные элементы сразу же замыкают на этот провод без использования колодки.
К контакту каждого нагревателя подключают фазный провод, пропущенный через автомат защиты. Сечение кабеля выбирают на основе нагрузки, создаваемой всеми включенными ТЭНами одновременно.
Все провода должны быть изолированы, особое внимание нужно уделить тому, чтобы их оголенные части не соприкасались с металлической крышкой котла
Кондиционеры
Кондиционер часто воспринимается, как прибор для охлаждения воздуха
При этом важно понимать, что любой такой прибор является разновидностью теплового насоса, работающего по циклу «воздух-воздух». Если запустить его на обогрев, он демонстрирует не меньшую эффективность, чем аналогичное оборудование прямого нагрева
Коэффициент отношения тепловой мощности к расходуемой энергии у современных инверторных кондиционеров находится в пределах 3,6 — 5.
Обогревающие функции могут эффективно выполняться при нижней границе рабочей температуры -25 градусов. В регионах, находящихся в средней полосе России, кондиционеры нередко выполняют роль вспомогательного источника тепла, независимо от времени года. Монтаж оборудования может быть осуществлен как самостоятельно, так и многочисленными фирмами. Наиболее удобными в этом отношении считаются оконные модели, местом монтажа которых зачастую выступает открытая створка.
Когда целесообразно монтировать в доме два котла?
О преимуществах комбинированной системы рассказывается ниже, и каждый сможет оценить все ее плюсы самостоятельно. Но в ряде случаев без нее не обойтись, если думать о комфортности проживания.
- Нехватка мощности основного агрегата. Типичный случай, когда выбор отопительной установки делается без консультации с профессионалом, с ориентацией лишь на ее возможности и обогреваемую площадь. При расчетах учитывается еще ряд параметров, игнорирование которых приводит к тому, что смонтированный в доме прибор не может в некоторых ситуациях обеспечить качественное отопление. Более подробно о нюансах приобретения котлов рассказывается здесь.
- Повышение функциональности системы. Даже если котел твердотопливный относится к моделям длительного горения, то спустя определенное время подбрасывать в топку дрова (уголь) все-таки нужно. Когда наступит этот момент? По известному закону, в самый неурочный час, например, под утро. Автоматический перевод контура на работу с электрическим прибором избавляет хозяина от необходимости вставать среди ночи, чтобы загрузить в твердотопливный агрегат «горючее».
Вопрос выбора конкретных моделей для своего дома, с учетом особенностей строения и схемы отопления, требует отдельного рассмотрения. Он не настолько простой, как кажется, и чтобы не ошибиться, желательно проконсультироваться со специалистом в этой сфере. Сортамент отопительных приборов огромный, и, не обладая необходимыми знаниями, трудно сделать рациональную покупку.
Что такое обвязка элекрокотла и необходимые материалы
Если коротко описать, что такое обвязка электрокотла отопления, то это совокупность всего оборудования, необходимое для качественной работы отопительного аппарата и переноса нагретого теплоносителя к радиаторам от теплообменника. Правильно подключенное оборудование позволит избежать перегрева различных элементов и, как следствие, увеличит срок работы системы отопления. Четко проведенная обвязка котла отопления цена которой будет находиться в зависимости от выбранного типа устройства, и определит в целом конечную стоимость монтажа, обеспечит нормальное распределение тепловой нагрузки по контуру отопления. Нужный нагрев достигается в таком случае очень быстро.
Любой материал обладает способностями, влияющими на его характеристики эксплуатации. Выбирая трубы для обвязки электрического котла нужно руководствоваться их теплоизоляционными свойствами, возможными сложностями монтажа и стоимостью работ. Самыми популярными решениями стали обвязка электрокотла полипропиленом или медными трубами.
Обвязка электрокотла полипропиленовыми трубами
Если выбрана обвязка котла отопления полипропиленом схемы использования такого материала служат идеальным вариантом. Трубы для монтажа из полипропилена укреплены стекловолоконным армированием, что создает устойчивость к нагреванию. Они легки в монтаже, их сборка осуществляется специальным паяльником. Использование этого материала дает скорость циркуляции теплоносителя.
Особенности электрических теплогенераторов
Из-за высокого энергопотребления (более 4кВт) для данного отопительного оборудования необходимо заранее сделать электрический ввод необходимой мощности, для того чтобы предотвратить возникновение аварии на линии.
Приборы, чья мощность не превышает 6 кВт необходимо однофазное питание, а оборудование, чей предел мощности выше 6 кВт – трехфазное. Питание оборудования осуществляется от стандартной электрической сети, мощностью 220 В.
Важно! Как правило 1кВт мощности электрокотла способен обогреть 10 м2 помещения. Исходя из этих данных, можно предполагать, что для отопления жилища 250 м2 потребуется оборудование мощностью 25 кВт
Для того чтобы обогреть дом, площадью примерно 100 м2 , необходимо оборудование мощностью не менее 10 кВт. Таким образом, после подключения котла на остальные приборы отводится всего лишь 5 КВт. Для того чтобы увеличить лимит потребления, нужно добиться специального разрешения.
Как правило, изготовленный своими руками электрокотел, представляет собой обрезок трубы, внутрь которой встроена электрофурнитура. Это довольно удобно, в особенности, если сделать отопительные агрегаты съемными, благодаря чему обслуживание техники станет значительно проще.
В случае если агрегат разместить не в трубе, а оборудовать отдельным корпусом, тогда есть возможность для монтажа дополнительных датчиков, которые автоматизируют работу отопительной системы, повысят КПД и снизят потребление электричества. Кроме того, в случае необходимости замены котла, это можно будет осуществить без нарушения целостности контура системы.
Разберемся в особенностях и технологиях, как сделать электрокотел каждого типа.
Как запустить электрокотел для отопления?
Перед тем как запустить котел, необходимо полностью проверить все соединения, электропроводку и заполнить систему водой.
Для более эффективной работы системы , в нее можно подключить циркуляционный насос. Его задачей будет перегон теплоносителя, благодаря чему тот будет равномернее прогреваться.
В случае когда система делается с естественной циркуляцией, более удачным вариантом будет от выхода к обратке сделать небольшой уклон, для того чтобы к котлу быстрей возвращалась остывшая вода.
В случае обнаружения в проводке порванных или пережатых проводов, их немедленно заменить и хорошо заизолировать. Игнорировать данные дефекты нельзя игнорировать, из-за того что в трехфазной системе довольно большая сила тока.
Подготовка – это очистка устройства от пыли и грязи. Также при первом запуске и при дальнейшей эксплуатации необходимо не допускать скачки напряжения. Чтобы этого избежать, нужно установить УЗО.
Вначале система заполняется водой таким образом, чтобы в ней не осталось воздушных пробок. Обычно радиаторы оснащены специальными краниками, служащими для этой целей. Далее необходимо просто включить котел в электросеть и подождать его прогрева.
Отопление дома при помощи электричества — наиболее технологичный вариант. Электрическая энергия без потерь преобразуется в тепловую, удобно и дешево транспортируется.
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.
|
Принцип работы электрокотлов
Схема обвязки котла отопления.
Электрокотел можно подключить везде, он нормально работает там, где есть электропитание, для него не нужно закупать и хранить топливо или обустраивать специальное помещение. Достаточно просто подключиться к электросети и вывести трубопровод. Для многих людей такие котлы стали незаменимым помощником. Благодаря компактным размерам электродный котел можно установить даже в очень маленьком помещении, при этом современный дизайн оборудования позволит органично вписать его в любой интерьер. Базовая комплектация включает расширительный бак, нагревательный элемент, элементы для регулирования и управления работой теплогенератора.
Принцип работы оборудования предельно прост: в расширительный бак подается теплоноситель, который нагревается за счет электроэнергии и далее распространяется по радиаторам и трубам. Отопительные электрокотлы отличаются высоким КПД, который зачастую достигает 100%, простота в эксплуатации, доступная стоимость агрегатов, бесшумная работа, безопасность и экологичность тоже являются неоспоримыми преимуществами такого отопительного оборудования. Конечно, помимо преимуществ, отопительные котлы, работающие от электроэнергии, имеют и определенные недостатки, которые связаны по большому счету с отечественной организацией электрической системы. Нужно обязательно помнить и о стоимости электроэнергии, которая все время увеличивается, о нередких перебоях в подаче электричества, скачках напряжения, которые отрицательно воздействуют на функциональную часть оборудования и на срок его эксплуатации.
Электрокотлы для отопления наделены стильным и современным дизайном, простотой в обслуживании и ступенчатым включением мощности. Оборудование может быть подключено в каскад для создания мощной установки. Электрокотел: преимущества и недостатки
Схема устройства электрокотла.
Как и любое другое оборудование, электрокотел имеет свои преимущества и недостатки. Среди неоспоримых преимуществ можно выделить, прежде всего, компактность. Это оборудование действительно очень компактно и практически незаметно в общей конструкции системы. Такие котлы отличаются низкой стоимостью, имеют плавный выход на номинальную мощность и, помимо всего прочего, особенность их работы исключает возможность возникновения аварийной ситуации при утечке воды. В случае если в системе вдруг исчезнет вода, то оборудование попросту не будет работать.
Среди недостатков можно выделить следующие моменты:
- необходимость водоподготовки. Оборудование будет эффективно работать только при обеспечении определенных значений удельного сопротивления воды, которые очень часто невозможно самостоятельно измерить и привести в соответствие с нормами;
- обеспечение оптимальной циркуляции теплоносителя. При условии слабой циркуляции вода в электрокотле может закипать. В случае слишком быстрой принудительной циркуляции оборудование может не запуститься;
- в качестве теплоносителя нельзя использовать незамерзающие жидкости.
Расчёт мощности
Приступая к постройке самодельного отопительного агрегата, прежде всего, определяют необходимую мощность. На основании этой величины делают вывод о целесообразности выбора того или иного типа котла, проводят дальнейшие расчёты, определяют размеры и количество компонентов.
Различные источники приводят несколько методик определения мощности обогревающих установок. Проще всего использовать формулу:
W = Wy × S (кВт), где:
W -мощность котла;
Wy – удельная мощность для разных регионов (северные районы – 0.2, центральные – , южные – );
S – отопляемая площадь, м2.
Для уточнения полученных значений результат надо умножить на поправочный коэффициент:
- для домов с неутепленной кровлей – ;
- если отсутствует теплоизоляция стен – ;
- при частом проветривании –
Нередко специалисты, которые занимаются монтажом систем отопления, рекомендуют вести расчёт исходя из нормы в 100 – 150 Вт на 1 кв. м. в зависимости от региона проживания. Конечно, такой способ не назовёшь самым точным, однако, для прикидочной оценки он подойдёт. В других случаях всё же лучше сделать небольшой запас мощности на непредвиденные обстоятельства.
При выборе кабеля для подключения электрического котла особое внимание уделяют площади сечения проводника
Модели электрокотлов
Принцип любого электрокотла – превращение электроэнергии в тепло. Электрические агрегаты не являются самыми экономически выгодными, но КПД их использования равен 95-99%, что достаточно хорошо для подобных узлов. Такие котлы подразделяются на три вида по типу теплоносителя. Поговорим о каждом из них более подробно.
Тэновый электрический котел
Электрические котлы отопления, снабженные ТЭНами, работают по принципу электрического чайника. Вода проходит через трубчатые нагревательные элементы – ТЭНы. Выступая в качестве теплоносителя, она проходит по всей системе отопления, циркулируя с помощью насоса.
Одним из преимуществ можно назвать его компактность, аккуратный внешний вид и возможность монтажа на стену. Процесс установки не вызовет особых затруднений, а эксплуатация комфортна и проста, благодаря датчикам терморегуляторам. Автоматика позволяет поддерживать нужный нагрев, ориентируясь на данные с датчиков, которые меряют температуру воздуха окружающей среды.
Теплоносителем может выступать не только вода, но и незамерзающая жидкость, благодаря которой не будет образовываться накипь на ТЭНах, которой не избежать, используя воду.
Внимание. Накипь, образованная на ТЭНах, ухудшает теплоотдачу и энергосберегающие свойства электрического котла отопления
Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость
Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности
Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость. Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности.
Электродный электрический котел
Принцип работы электродного электрического котла для отопления дома совершенно отличается от предыдущей модели. Нагрев жидкости происходит не нагревательным элементом. Электрод, установленный в корпусе, отдает жидкости электрический заряд, под действием которого молекулы расщепляются на отрицательно и положительно заряженные ионы. В теплоносителе происходит собственное сопротивление, что и обеспечивает интенсивный нагрев. Заливается в систему либо вода, либо специальный состав (подобие антифриза).
Данный вид электрического агрегата для отапливания дома совершенно безопасен, если произойдет утечка жидкости, он просто отключится. Электродный модели очень компактны (выглядит как небольшой цилиндр с патрубками), оборудованы датчиками замера температуры окружающего воздуха, управляются автоматикой.
Обслуживание данной модели сводится к замене электрода, так как они постепенно растворяются по мере работы, что ухудшает обогрев дома. Также нужно обязательно следить за исправной работой циркуляционного насоса, чтобы жидкость в системе не закипела. Правильная и эффективная работа электродного электрического котла для отопления частного дома возможна только с подготовленной водой – она должна иметь необходимое значение удельного сопротивления. Измерить их самостоятельно не всегда удобно и просто, как и подготовить воду. Поэтому, проще и надежнее будет купить специально предназначенную для работы в электродных котлах жидкость.
Электрический котел индукционный
Этот вид отопительного электрического агрегата для дома работает на основе индукционного нагрева жидкости ферромагнитными сплавами. Индуктивная катушка располагается в герметичном корпусе и не имеет контакта непосредственно с теплоносителем, который протекает по периметру устройства. Исходя из этого, в качестве энергоносителя для отопления дома может быть использована не только вода, но и антифризы. Данный электрический котел для отопления дома не оборудован нагревательным элементом или электродом, что улучшает его КПД. Также, отсутствие ТЭНов обеспечивает полную безопасность при эксплуатации. Этот вариант котла для обогрева дома не подвержен образованию накипи, практически не ломается и не течет.
Минусом индукционных моделей является лишь их более высокая стоимость и большие габариты. Но со временем проблема размера устраняется — на смену старым, приходят усовершенствованные модели.
Кроме данной классификации, электрические котлы для отопления частного дома разделяют на:
- одноконтурные (предназначены только для отопления всего дома);
- двухконтурные (обеспечивают не только отопление во всем доме, но и нагрев воды).
Также нужно выделить:
- настенные котлы;
- напольные котлы (производятся модели большой мощности).
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.
