Самодельный электрокотел своими руками для отопления дома и как сделать 220в тэновый

Плюсы и минусы обогрева дома электричеством

Основными преимуществами использования электрических отопительных приборов являются:

Простота и легкость установки – монтаж электрического отопительного оборудования может производиться лицами, не имеющими специального разрешения. Сам процесс установки требует минимальных навыков и знаний в области отопительных систем;
Безопасность – приборы электроотопления имеют надежную и простую защиту от короткого замыкания, перегрева, превышения параметров установленных настроек;
Невысокие первоначальные затраты – благодаря самостоятельной установке и относительно невысокой цене оборудования;
Надежность и бесшумность – отопительное оборудование данного вида имеет длительный срок эксплуатации, высокое качество изготовления;
Простота эксплуатации – регулировка и управление отопительными приборами имеет простой и понятный интерфейс;
Высокий уровень КПД – эффективность современных отопительных электроприборов составляет от 80 до 98-99%.

Недостатками применения отопительных электроприборов являются следующие:

Высокая стоимость оплаты за электричество – так как отопительное оборудование потребляет от 0,4-0,5 до 10 и более Квт электроэнергии в час, это приводит к ощутимым счетам за электричество;
Энергозависимость – при отключении электричества нагревательный прибор, следовательно, вся отопительная система перестает функционировать.

Важно! Дешево обойдется обогрев дома электричеством людям, имеющим социальные льготные тарифы на электроэнергию (это ветераны ВОВ, многодетные семьи, Герои России и СССР, сироты). Также выгодно отапливать при помощи электроприборов небольшой дачный домик – не во всех дачных товариществах подведен газ

Собираем электрокотел своими руками

Если вы собираетесь сделать электрокотел своими руками, чертежи и принципы работы вы найдете в нашем обзоре. Перед сборкой следует удостовериться в наличии необходимых инструментов и оборудования. Для начала разберемся в принципах работы электродных котлов – ничего сложного в них нет, технология простая и проверенная.

Принцип работы ТЭНового котла довольно прост, ТЭН нагревает воду которая соприкасается с ним напрямую.

В классических электрических котлах нагрев теплоносителя осуществляется с помощью ТЭНов с терморегулятором или без. Нагревательные элементы обладают некоторой медлительностью – от включения до выхода на рабочий режим проходит много времени. К тому же, они небезопасны, так как по их вине нередко происходят пожары. В стандартных котлах ТЭНы располагаются внутри трубы небольшого диаметра, по которой проходит теплоноситель – он разогревается и нагревает отопительную систему.

Также в конструкции ТЭНовых котлов присутствуют температурные датчики, определяющие степень нагрева теплоносителя – по ним выполняется регулировки. Возможен и другой способ контроля, по воздушному температурному датчику. Подсоединяются оба вида датчиков к внешним системам автоматики, отвечающим за пуск и остановку оборудования.

Описание принципа работы

Принцип работы электродных котлов другой:

Электродные котлы нагревают воду за счет ионов, образовавшихся в воде в результате подачи на электроды переменного тока.

Вместо ТЭНов в трубе располагаются один или три электрода (для однофазных или трехфазных котлов) ;
При подаче электроэнергии в трубе начинается ионный обмен;
Теплоноситель разогревается и передает тепло в трубы и радиаторы.

Многим из читателей знаком армейский кипятильник, состоящий из двух лезвий для бритья и двух проводов. Он быстро согревает воду, после чего она используется для заварки чая и прочих пищевых нужд. Но этот кипятильник потребляет огромное количество электроэнергии – его эксплуатация часто приводит к срабатыванию УЗО в щитке. Аналогичный принцип используется в электродных котлах.

Для того чтобы электродный котел работал более эффективно, в теплоноситель добавляют соль, соду или специальные присадки. Они увеличивают электропроводность воды и улучшают прогрев системы.

Сборка электродного котла

Схема простого электродного котла для систем отопления.

Теперь мы попробуем собрать электрокотел для отопления дома своими руками. При указанных размерах используемой трубы мы получим устройство, мощность которого составит около 4-5 кВт – этого хватит для обогрева помещений площадью до 40-50 кв. м. Берем трубу и приступаем к ее осмотру – она должна быть целой, без трещин и следов ржавчины. При наличии ржавчины ее следует удалить мелкой наждачной бумагой.

Привариваем к трубе два болта – к ним будут подключаться ноль и заземление. Таким образом, корпус трубы станет у нас наружным электродом. Далее ввариваем входные и выходные патрубки – они послужат для подключения к отопительной системе. Входной патрубок располагается снизу, а выходной патрубок выводим сверху. Верхнюю крышку можно приварить, а можно выполнить в трубе внутреннюю резьбу и сделать крышку съемной.

Съемная верхняя крышка обеспечит удобство проведения технического обслуживания котла – вполне вероятно, что в будущем его придется прочищать от накопившихся солей и шлаков. Если неохота связываться со съемными крышками, то вы можете их приварить.

При сборке электродного котла будьте внимательны, не допустите соприкосновения электродов между собой.

Самое сложное – сделать нижнюю крышку и вставить в нее электрод. Мы рекомендуем делать крышку съемной, чтобы электрод можно было легко вытащить и поменять. Внутренний электрод не должен соприкасаться с внутренними стенами и самой крышкой. Для создания изоляции следует воспользоваться готовыми изоляторами из стеклотекстолита или фторопласта. Процедура может показаться трудоемкой, но если у сборщика есть «прямые руки», то он справится с данной задачей.

Обе крышки, верхнюю и нижнюю, следует герметизировать резиновыми прокладками. Длина внутреннего электрода должна быть такой, чтобы он не касался противоположной стенки (она же верхняя крышка).

Вариант № 3. Индукционные котлы

Из широко используемых моделей индукционный котел можно считать последней разработкой.

Как работают индукционные нагреватели

Если не вдаваться в тонкости устройства, то индукционный котел — это та же микроволновка, теплоноситель нагревается посредством магнитного поля.

Схема отопительной системы подразумевает работу в заданный интервал времени.

Достоинства:

Безопасность;
Высокий КПД;
В этих агрегатах может использоваться любой теплоноситель, его качество не играет роли;
В индукционных котлах практически не образуется накипь.

Недостатки:

Стоимость индукционных котлов довольно высока;
В этих аппаратах относительно сложная управляющая автоматика. Собрать ее своими руками дилетанту проблематично.

Собираем простой индукционный нагреватель

Когда я начал изучать самодельные индукционные нагреватели, то понял, что инструкция там не простая, да и чертежи довольно сложные для домашнего мастера, но есть интересное решение, о котором я далее и расскажу.

Иллюстрации.	Рекомендации.
	Из чего состоит котел. Чтобы собрать такой котел вам нужно купить индукционную печку мощностью 2,4 кВт (стоит около 2000 рублей) и 3 м профилированной трубы сечением 25х50 мм с толщиной стенки 2,5 мм.
	Принцип работы. Нам нужно соорудить из профилированной трубы своеобразную плоскую емкость, по которой будет циркулировать вода. Потом к этой емкости прикрепить индукционную печку и включить ее. Это то же самое, что поставить кастрюлю с водой на печь.
	Нарезаем трубу. Самое сложное в этой работе сделать все максимально точно. Я нарезал трубу при помощи торцовочной пилы на станине с ограничителем. В моем случае труба резалась на отрезки по 400 мм, после чего я зачищал напильником края от заусенец.
	Схема емкости. Как показано на схеме вода циркулирует змейкой по этому импровизированному радиатору. Я не случайно сделал именно 6 регистров, так подача и обратка у меня будет с одной стороны и плиту будет легче подключать к системе отопления.
	Прорезаем соединительные отверстия. Соединительные отверстия должны находиться четко напротив друг друга. В данном случае я просверлил 2 отверстия по краям сверлом на 10 мм, а потом вырезал середину между ними маленькой болгаркой.
	Нумерация труб. Есть очень важный момент: профилированные трубы не идеально симметричные, с одной стороны они слегка закруглены, а с другой ровные. Если присмотреться, то на фото слева это видно. Так вот, нам нужно изначально сложить острый край труб с тупым. Чтобы не перепутать впоследствии, трубы сразу нумеруются.
	Собираем емкость. Теперь нам нужно проварить все швы между трубами, для этого выкладываем их на идеально ровную поверхность и стягиваем струбциной. Дальше, чтобы плиту не повело, вначале прихватываем все швы точечно, а после провариваем швы капитально.
	Закрываем торец емкости. Чтобы заварить одну из сторон емкости я вырезал полосу. Полоса вырезана из той же профилированной трубы, просто болгаркой срезал одну из сторон. Привариваем как обычно, сначала прихватываем, потом обвариваем.
	Привариваем патрубки. С обратной стороны делаем практически то же самое, с той лишь разницей, что к крайним трубам привариваются патрубки притока и обратки. Площадь соприкосновения нашей металлической емкости с индукционной печкой должна быть максимальной, поэтому сварочные швы нужно зачистить болгаркой.
	Монтируем направляющие. Чтобы всю эту конструкцию навесить на вертикальную стену сзади привариваем 2 уголка, в которые потом вставится наша индукционная печка, как в нишу.
	Покраска. По окончании сварочных работ я покрасил всю конструкцию термостойкой краской и приварил петли для навешивания нашего индукционного котла на стену. В принципе все, теперь можно подключать котел к отоплению и пользоваться.

Конструктивные составляющие электрического теплогенератора

Электрокотёл собранный своими руками, чаще всего, представляет собой ёмкость типа металлической трубы. Основным элементом такого теплогенератора является ТЭН. Использование дополнительного оборудования – датчиков и регуляторов – облегчает эксплуатацию самодельного агрегата и повышает уровень его безопасности.

Наиболее простым вариантом является установка ТЭНа непосредственно в отопительную систему. Основные требования в данном случае – труба, в которой монтируется ТЭН, выполняется съёмной и должна иметь больший диаметр, чем остальные трубы. Возможность снимать трубу пригодится в случае необходимости замены нагревательного элемента.

Внимание! Обеспечить эффективную эксплуатацию системы может только отдельно стоящий агрегат. Электрический котёл, предназначенный для обогрева небольшого дома с двумя-тремя комнатами, может изготавливаться из отрезка стальной трубы длиной 500 мм и диаметром 219 мм

С обеих сторон труба заваривается стальными крышками. Верхняя крышка должна иметь отверстие, предназначенное для подсоединения трубы отопительной системы, по которой горячий теплоноситель поступит к радиаторам. Для охлаждённой воды, поступающей из обратной трубы, отверстие предусматривается внизу сбоку аппарата

Электрический котёл, предназначенный для обогрева небольшого дома с двумя-тремя комнатами, может изготавливаться из отрезка стальной трубы длиной 500 мм и диаметром 219 мм. С обеих сторон труба заваривается стальными крышками. Верхняя крышка должна иметь отверстие, предназначенное для подсоединения трубы отопительной системы, по которой горячий теплоноситель поступит к радиаторам. Для охлаждённой воды, поступающей из обратной трубы, отверстие предусматривается внизу сбоку аппарата.

Сам ТЭН в самодельный теплогенератор монтируется либо на нижней крышке, либо внизу сбоку. Нагреватель в последнем случае должен устанавливаться с противоположной стороны от патрубка, служащего для поступления остывшей воды.

Чертежи для сбора котла своими руками выбираются в зависимости от предпочтённой конструкции, должен быть оснащён следующими элементами:

расширительным бачком;
циркуляционным насосом;
предохранительным клапаном;
фильтрами.

Конструкция и принцип работы

Электрокотлы имеют довольно простую конструкцию. Все устройства оборудованы нагревательным элементом и ёмкостью для проводника тепла. По типу нагревательного элемента электрокотлы разделяются на:

устройства с тэнами (трубчатыми нагревателями);
индукционные котлы;
приборы с электродными нагревателями.

Электрокотлы классифицируются на 3 вида Читать подробнее: индукционный котел отопления своими руками.

Передвигаться теплоноситель по системе может в принудительном порядке с помощью установки дополнительного оборудования (насосов). Также для этой цели могут использоваться элементарные законы физики и сила земной гравитации. При автоматической циркуляции насос устанавливается на входе обратки.

Устройство с тепловым электронагревателем

Такие устройства считаются самыми популярными благодаря простой конструкции и небольшой стоимости. ТЭН (нагревательный элемент) устанавливается в ёмкость, где и прогревается проводник тепла до нужной температуры. При прохождении тока по спирали тэна она нагревается до высокой температуры, благодаря чему и происходит нагрев жидкости.

Нагревательный элемент защищён от перегревания, так как вода постоянно циркулирует и охлаждает его. Чтобы поддерживать постоянный уровень температуры проводника тепла, устанавливается термостат, который отключает тэн в случае превышения установленной температуры. Включается аппарат снова, когда показатели будут уменьшены до минимальных.

Электрический котёл для отопления своими руками сделать несложно, если сравнивать его изготовление с другими видами отопительного оборудования. Он не будет обладать достоинствами покупных аналогов, но всё же возложенную на него функцию выполнит.

Для самостоятельного изготовления устройства понадобятся только нагревательные трубчатые элементы и ёмкость. Но идеальным такой котёл считать не стоит, поскольку его КПД будет ниже 80%. Многое зависит и от качества тэнов, на которых образуется накипь из-за растворённых в воде солей. Зачастую она приводит к выходу оборудования из строя из-за перегрева. Как показывает практика, накипь слоем 1 мм снижает КПД на 10-15%. Но даже учитывая это, электрические конструкции для нагрева помещений пользуются большой популярностью.

КПД такого устройства будет далек от 100%

Индукционные аппараты

Такие устройства, в отличие от тэновых моделей, имеют КПД, приближённый к 100%. К тому же они долговечны. Срок их службы составляет около 25-35 лет, при этом дополнительно они могут выполнять функцию бойлера, нагревая воду. Благодаря преобразованию энергии практически без потерь котлы индукционного типа имеют самую высокую энергоэффективность.

Тем не менее такой тип оборудования не стал популярным у домашних мастеров, поскольку индукционный самодельный электрокотел для отопления дома сделать очень сложно. Связано это с необходимостью использования электронных преобразователей напряжения.

Конструкция такого устройства состоит из катушки (индуктора), которая установлена на металлический сердечник. Последний представляет собой змеевик из труб, по которым движется теплоноситель.

Индукционный котёл отличается от тэновых устройств тем, что площадь соприкосновения воды или антифриза с нагревательным элементом у него в несколько раз выше. Поэтому и КПД индукционных агрегатов равняется 99-100%. Накипи в них образуется в несколько раз меньше, поскольку создаются микровибрации, которые предотвращают такой процесс. Электрокотлы также имеют защиту от перегревания элекроэлемента, так как вода постоянно циркулирует.

Электродный агрегат

Конструкция на электродной основе чем-то напоминает «армейский» кипятильник. Она состоит из двух лезвий, между которыми есть зазор в 1-2 мм. В качестве теплоносителя используется вода с растворённой солью.

Электродный котёл включает в себя отрезок металлической трубы. Внутри расположен электрод, который закрыт с помощью втулок. Обязательно должно быть хорошее заземление с трубой, которое соединяют с корпусом котла.

Такой котёл имеет простую конструкцию

При подготовке теплопроводника необходимо правильно рассчитать количество соли, так как от этого показателя будет зависеть сила тока в цепи, то есть мощность устройства. Для корректировки температуры используют термостат. Также прибор оснащён автоматической системой отключения.

Достоинства и недостатки

ТЭНовые электрические котлы характеризуются множеством достоинств:

Мощность не переменчива и температура теплоносителя никак на нее не воздействует.
ТЭНы никак не связаны с теплоносителем. Поэтому такой котёл является более безопасным, в нем нет утечки токов, есть возможность устанавливать УЗО.
Мощность можно легко регулировать, а это значит, что при включении и выключении котла практически не будет скачков напряжения.
Функционировать котлы могут на тосоле, антифризе, воде. Не требуется специально специально подготавливать воду по электропроводности.
Если случится поломка одного трубчатого электронагревателя, то котел продолжит функционировать.
Могут функционировать на перегретой воде.
Для того, чтобы проводить обслуживание ТЭНовых котлов, не нужны специальные знания.

Внешний вид электрических котлов — эстетичен, к тому же они имеют небольшие размеры. Разнообразие моделей позволит выбрать агрегат на любой вкус.

Недостатки ТЭНовых электрокотлов:

Нагревательный элемент имеет ограниченные сроки эксплуатации и может перегореть, поэтому выбирая котел, обязательно уточняйте, можно ли заменять ТЭНы.
Образование различных отложений на ТЭНах ухудшает их охлаждение, что приводит к досрочной поломке, следовательно, лучше подстраховаться и принять меры по снижению жесткости воды, залитой в систему.

Ни в коем случае нельзя допускать работу устройства без воды (сухой ход), т.к. это обязательно приведет к выходу из строя ТЭНов и может возникнуть пожароопасная ситуация. Лучше всего установить датчик протока воды.

Виды и принцип работы

Решив сделать электрокотел для отопления дома своими руками, нужно разобраться в разновидностях таких приборов. Можно изготовить электродный и индукционный вид котлов. Существуют и другие разновидности, но они являются лишь модификациями этих основных видов. Второе название электродного котла – ионный агрегат. Его так называют, потому что в устройстве электрическая энергия преобразуется в тепловую.

Электродный котел

Самодельный электродный нагреватель имеет компактные размеры, поэтому легко закрепляется на трубе и не нуждается в отдельном месте для установки на полу или навешивания на стене. Для большей прочности и безопасности его закрепляют на двух саморезах, но при желании можно их не использовать.

Внешне вся конструкция выглядит как отрезок трубы протяженностью 400 мм. С одной стороны труба наглухо заварена, а с другой из нее торчит стальной стержень. Сбоку или в одном из торцов установлен патрубок для циркуляции теплоносителя по трубам.

Тэновый котел, сделанный своими руками, процесс изготовления которого мы описали выше, должен иметь два патрубка сбоку для подключения обратного и подающего трубопровода с циркулирующим теплоносителем.

Существует несколько вариантов расположения этих патрубков:

Один отрезок трубы может быть установлен в торцевой части прибора, а другой приваривается к отверстию в боковой части. Таким образом, он устанавливается перпендикулярно к оси первого патрубка.
Второй вариант крепления подразумевает установку двух патрубков в боковой части агрегата. Получается, что оба трубных отвода устанавливаются параллельно друг другу, но перпендикулярно в отношении основной емкости нагревателя.

Самодельный нагреватель имеет следующий принцип работы:

в составе теплоносителя постоянно циркулируют положительно и отрицательно заряженные частицы (которые называются аноды и катоды);
при подаче напряжения ионы устремляются к электродам с противоположным зарядом;
поскольку полярность электродов постоянно меняется с частотой 50 раз в секунду, ионы движутся то в одну, то в другую сторону;
такое хаотичное движение ионов вызывает трение частиц и их нагревание (из-за этого температура теплоносителя повышается).

Сделав электрокотел для отопления своими руками, стоит не забывать, что у него есть свои недостатки. Минусы связаны с тем, что тепловой носитель постоянно пребывает под напряжением, поэтому перед подачей в отопительный контур его тщательно очищают от солей и других примесей, которые могут оседать на стенках трубопроводов и нагревательном элементе.

Индукционный агрегат

Принцип работы электрических агрегатов индукционного типа основан на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля, которое формируется электротоком.

Электрический двухконтурный котел для водоснабжения и отопления дома

В составе этих приборов есть следующие составные части:

катушка;
корпус нагревателя;
сердечник (здесь и происходит нагрев теплоносителя);
утеплитель.

В котлах индукционного типа тепловой носитель не пребывает под напряжением, как в агрегатах электродной разновидности. Это обеспечивается полной изоляцией жидкой среды от элементов, проводящих электричество.

Обмотка катушки из меди подключается к сети через систему автоматики. После этого в катушке формируется магнитное поле, которое разогревает трубу, выполняющую функции сердечника. Поскольку внутри него циркулирует теплоноситель, тепло сразу передается жидкости. В процессе работы корпус прибора не нагревается. Для этого в конструкции корпуса предусмотрена прослойка специального утеплителя.

Сам сердечник имеет изогнутую конфигурацию, чтобы обеспечить более длительное прохождение теплоносителя по этому участку с целью его достаточного нагрева. Срок службы индукционного котла доходит до 25 лет. Ломаться в этом агрегате просто нечему, поэтому он прослужит до тех пор, пока трубу сердечника не испортит коррозия.

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 — 0.12 -0.15, южные — 0.07);

S — отопляемая площадь, м2.

Для уточнения полученных значений результат надо умножить на поправочный коэффициент:

для домов с неутепленной кровлей — 0.25;
если отсутствует теплоизоляция стен — 0.35;
при частом проветривании — 0.15.

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