Электрокотел своими руками для дома

Содержание

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.

https://youtube.com/watch?v=RA19EeuoL-U

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.

https://youtube.com/watch?v=_C6S2yOG0qs

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.

Особенности сборки индукционного оборудования

В котлах этого типа теплоноситель нагревается при помощи индукционного тока, возникающего в теплообменнике из ферромагнетика. Индукционный котел выглядит, как цилиндрический корпус, внутри которого размещается обмотка индуктор, в которой располагается сердечник-теплообменник. Может представлять собой лабиринт из труб или полостей.

После того как напряжение поступает на катушку-индуктор, создается электромагнитное поле, достаточно быстро нагревающее металлический сердечник, который в свою очередь передает тепло теплоносителю, который проходит через него.

В качестве теплоносителя может использоваться обычная вода, невзирая на ее жесткость, антифриз и даже масло. Из-за того что в данных  котлах нулевая вероятность образования накипи, их эффективность не падает со временем.

Данный котлы также как и ТЭНовые достаточно просто устроены, поэтому при желании можно легко его изготовить самому. Для этого понадобятся:

  • сварочный инвертор;
  • кусачки;
  • болгарка;
  • стальную проволока;
  • катанка из нержавеющей стали;
  • труба из полипропилена с толстыми стенками;
  • переходники;
  • металлическая сетка;
  • медный эмалированный провод.

Важно! Как источник энергии рекомендуется использовать сварочный инвертор на 15А (можно и больше). Этапы сборки индукционного котла:

Этапы сборки индукционного котла:

  1. Материал, облучаемый электромагнитными волнами, сделать отрезки катанки или стальной проволоки диаметром 7 мм. Максимальная длина отрезков должна составлять 5 см.
  2. Необходимо сделать корпус. Он будет служить одновременно: основанием для изготовления индукционной катушки и частью отопительной магистрали. Для создания корпуса из полипропиленовых трубок применяется труба, чей внутренний диаметр чуть меньше 5 см.
  3. Чтобы подключить котел к водопроводу необходимо использовать переходники. С их помощью нагретый теплоноситель будет уходить в трубопровод, а охлажденный обратно в поступать в котел. На этом этапе к основанию крепится первый переходник.
  4. На дно конструкции необходимо уложить железную сетку, которая будет предотвращать попадание в трубопровод отрезков проволоки.
  5. После того как уложена сетка необходимо засыпать отрезки проволоки. Их необходимо такое количество чтобы в емкости не оставалось свободного пространства. После чего верхнюю часть корпуса закрывают вторым переходником.
  6. Данный этап является, пожалуй, самым важным, так как на нем создается индукционная катушка. Для этого берется медная эмалированная проволока, которую необходимо намотать вокруг корпуса в 90 витков. Витки необходимо размещать примерно по центру конструкции.
  7. Конструкцию подключают к системе отопления. Для выполнения этой задачи из трубопровода вырезается небольшой участок, а на его место устанавливается агрегат.
  8. Катушку необходимо подключить к инвертору и заполнить систему водой.

https://youtube.com/watch?v=y0Jmxcu3pG4

Лучшая конструкция самодельного электрокотла

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

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

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

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

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

Установка и подключение оборудования

схема подключения

Сложнее всего произвести подключение конструкции к электрической сети. Так как приходится иметь дело с обогревательными приборами, придется устанавливать вход на 3 фазы.

Непосредственно в самом электрическом щитке нужно будет установить ряд систем:

  • автомат;
  • реле;
  • тумблер;
  • предохранитель;
  • датчик температуры;
  • различные кнопки управления;
  • магнитные пускатели и ряд других элементов, если в них имеется необходимость;

В обязательном порядке делают заземляющий контур. Для этого необходимо взять металлический штырь или арматуру, диаметр которой должен составлять приблизительно 15-20 мм, к нему прикрепляют металлический болт. Такую конструкцию размещают под полом жилого дома и пропускают к нему провод, идущий от электрического щитка.

Особенности монтажа электрического котла отопления

Для проведения работ по монтажу указанного оборудования вам понадобится:

  • схема монтажа;
  • крепежные элементы;
  • кабель;
  • трубы;
  • дрель.

Обогрев важен совершенно в любом частном доме. Соответственно, людям необходимо приобретать очень сложные отопительные системы, имеющие немалую цену. Монтаж стандартных печей постепенно уходит в прошлое.

Самодельный котел отопления требует наличия труб и вентилей.

Множество людей, планирующих построить свой личный дом, часто спрашивают себя, каким образом им предстоит отапливать будущее здание, какую фирму-производителя лучше выбрать. Существует масса вариантов решения их вопроса.

Однако следует рассказать о наиболее экономичном и довольно простом способе отопления: о том, как сделать электрический котел своими руками.

Для решения проблем отопления многие обзаводятся электрокотлами для обеспечения теплом радиаторов и воды. Причина использования именно электричества заключается в том, что доступ к нему имеется в каждом частном поселении. В отличие от газа, с которым могут быть большие проблемы, электричество доступно круглосуточно. Более того, его применение на долговечной основе выйдет не дороже использования газа для обогрева.

Электрические котлы для отопления питаются от электросети дома. Таким образом, они обеспечивают высочайший уровень надежности, что можно сравнить с газовыми аналогами.

Ассортимент котлов на данный момент является весьма обширным. Существует большое число разнообразных электрических котлов отопления различной конструкции и с разным функционалом. Фирм-производителей электрокотлов также очень много. Однако как поступить, если у вас недостаточно средств для того, чтобы купить электрокотел? Наиболее рациональным решением является создание его самостоятельно.

Какие виды электроколов можно собрать самому?

Есть три типа электрических котлов для отопления дома. Первые – работают от ТЭНов. Оборудуются трубчатым электронагревателем, который при помощи электричества нагревается, передавая свою температуру жидкости. У нагревателя есть изоляция, благодаря которой теплоноситель не находится под напряжением 220в.

У данного типа котлов есть следующие положительные качества:

  • достаточно низкая цена;
  • исключена возможность возникновения короткого замыкания.

Минусом подобных устройств является вероятность появления накипи на нагревательных элементах. Это негативно сказывается на работе нагревателя и оборудования в целом, и даже может привести к его поломке. В том случае, когда в качестве теплоносителя используется дистиллированная вода или специальные жидкости подобных недоразумений не возникает.

Второй вариант – индукционный электрический котел отопления своими руками. Он оборудован трансформатором с обмоткой, отопительная труба в таком типе котла играет роль индукционной катушки. Теплоноситель нагревается вихревыми токами, которые возникают на обмотке.

У индукционных котлов есть следующие преимущества:

  • возможность использования любого теплоносителя;
  • быстрый нагрев (примерно 5-7 минут);
  • безопасность;
  • долгий срок эксплуатации;
  • малые габариты.

К минусам можно отнести:

  • высокая цена;
  • большой вес (от 20 кг и более).

И третий вариант электродный электро котел – данный тип использует жидкость не только как теплоноситель, но и как часть электрической системы. Данный котел можно легко собрать самостоятельно, но к данному оборудованию предъявляются высокие требования к электробезопасности.

Данный вид  домашних электрокотлов обладает следующими положительными качествами:

  • экономичность. По сравнению с ТЭНовыми моделями, потребление электричества меньше в два раза;
  • малые размеры и простая конструкция;
  • нечувствительность к перепадам напряжения. Устройство будет работать даже при напряжении 180 Вольт.

Есть и минусы:

  • работает только со специальным теплоносителем;
  • необходимо установить надежное заземление, из-за специфики работы данного оборудования, его невозможно оснастить защитными устройствами отключения, из-за чего увеличивается вероятность поражения электричеством.
  • требуется периодическая замена электродов.

Общим недостатком любого электронагревателя можно считать опасность превышения предела на подключение электрооборудования в доме. Таким образом, общая мощность всего электрооборудования в жилище не должна превышать 15 КВт.

Практическое руководство по самостоятельному изготовлению

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

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

https://youtube.com/watch?v=RLev9e9Ydjc

Производство котла на основе тэна

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

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

https://youtube.com/watch?v=GUjIQ0KBMNs

Необходимые инструменты и материалы

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

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

https://youtube.com/watch?v=xSXM1AUtY6o

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

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

https://youtube.com/watch?v=OEWQ5UNiEEk

Пошаговая инструкция

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

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

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

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

Самостоятельно собранная отопительная установка хоть и имеет ряд недостатков, но экономичность и простота в использовании делают её популярной среди пользователей

Однако не нужно забывать о предельной осторожности во время монтажа и эксплуатации, так как электричество требует особого внимания. После запуска оборудования необходимо контролировать процесс его работы и вовремя проводить профилактику

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

Делаем своими руками

схема ТЭНового электрокотла

Для работы придется использовать некоторые материалы и инструменты

  1. Угловая шлифовальная машина или болгарка.
  2. Сварочный аппарат любого рода. Лучше всего использовать для этой цели инверторный прибор. Он подойдет в том случае, если опыта сварочных работ. Если он совсем отсутствует, то лучше всего попросить кого-нибудь помочь в этом плане. Все сварочные работы нужно проводить наиболее качественно, чтобы нигде не наблюдалось протечек.
  3. Шлифовальная машинка.
  4. Мультиметр.
  5. Листовая сталь, толщина которой будет составлять минимум 2 мм.
  6. Переходники, которые нужны для подключения конструкции к отопительной системе.
  7. Тэны (лучше всего приобрести 2 штуки).
  8. Стальная труба – лучше всего покупать трубу диаметр 159 мм, ее длина должна составлять около 50-60 см.

Самостоятельно можно изготовить котлы следующих типов:

  • одноконтурные;
  • двухконтурные;
  • индукционные;
  • настенные;
  • напольные;
  • электродные;
  • тэновые;

Инструкция по изготовлению:

На первом этапе изготавливают патрубки подключения отопительного котла к системе отопления. В связи с этим, сначала требуется вырезать некоторое количество патрубков из труб, которые были специально для этого подготовлены. Всего понадобится 3 штуки – одну диаметром 3 дюйма и 2 по 1,25 дюйма.

Когда все это сделано, занимаются изготовлением емкости для бака, то есть самую большую трубу, где будет происходить нагревание теплоносителя

Сначала производят разметку на трубе, прорезают в ней отверстие, а края осторожно обрабатывают, чтобы на них не наблюдалось неаккуратных срезов или металлической стружки. К отверстиям приваривают подготовленные патрубки. Теперь из стального листа нужно вырезать два круга, которые по диаметру будут немного больше нежели у трубы, выполняющей функцию обогревающего бака

Это позволит приварить их более точно. Все участки, где расположены соединения, тщательно шлифуют.

К верхней части нужно приварить патрубок диаметром 1,25 дюйма. Впоследствии, к нему будет приварен еще один нагревательный элемент. Когда все это сделано, приступают к приготовлению участка, где будет крепиться первый тэн. Для этого проделывают в днище конструкции 2 отверстия, после чего шлифуют отверстия и устанавливают тэн.

Когда все это сделано, котел подключают непосредственно к самой системе отопления. Это делают при помощи патрубков, сделанных еще в самом начале работ.

Отдельным вопросом является подключение конструкции к электросети. Если нет навыков подобных работ, то лучше обратиться к электрику. Затем занимаются монтажом менее мощного тэна, у которого должен находиться терморегулятор. Его крепят к верхнему патрубку.

Все работы на этом можно считать завершенными. Главное, теперь проверить, насколько получилась работоспособной конструкция. Мультиметром проверяют температуру теплоносителя, которая должна составлять порядка 70 градусов.

https://youtube.com/watch?v=fw9BUOGXT4Y