Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома + 2 варианта для изготовления своими руками

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

2 Некоторые нюансы

При изготовлении котла для дома своими руками необходимо понимать некоторые нюансы, от которых будет зависеть конструктивное исполнение.

На то, как будет выглядеть котёл, влияют три фактора:

  • стоимость оборудования и комплектующих;
  • какое топливо будет использоваться;
  • способ циркуляции теплоносителя.

К тому же цена очень высока и не у каждого владельца частного дома будет возможность приобрести её. Чугун стоит немного меньше, чем нержавеющяя сталь, но обработка его это ещё более сложный процесс. Поэтому для производства отопительного котла своими руками такой вариант также не очень подходит.

https://youtube.com/watch?v=iVym3uLnyZ0

Альтернативным вариантом является использование листовой стали толщиной от 4 мм. Такой материал часто используют для самостоятельного изготовления, так как работать с ним просто. К тому же он тоже имеет достаточную надёжность и долговечность.

Для обеспечения естественной циркуляции теплоносителя необходимо накопительную ёмкость устанавливать на высоте, а также использовать контуры отопления и связывающую арматуру с большим диаметром. Если такой возможности нет, то требуется устанавливать насос для принудительной циркуляции теплоносителя. Но стоит учитывать тот момент, что он нуждается в постоянном подключении к сети.

Минусы

К сожалению, даже самые совершенные механизмы имеют свои недостатки.

Где взять столько электричества

Для каждого дома или квартиры существует ограничение в потребляемой мощности тока. В постройках 80-х годов ограничение в 1,5—2 кВт, в новых домах 3—4 кВт. Потребление электроэнергии современных электрических котлов колеблется от 3,5 до 100 кВт.

Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома + 2 варианта для изготовления своими руками

Естественно, мощность, выделяемую для помещения, придется увеличить, ведь, кроме электрического котла, в доме работает и другая техника. Для этого придется обратиться в горэлектросеть.

Если возможность есть, то мощность увеличат бесплатно. В противном случае придется готовить новый проект электропроводки, что потребует больших финансовых вливаний.

Увеличение мощности до 15 кВт — 70 тыс. руб., каждый следующий кВт сверху еще 10 тыс. руб.

Такое отопление влетает в копеечку

Предположим, в доме установлен электрический котел, мощностью 5 кВт. Для поддержания температуры теплоносителя, при хорошей теплоизоляции помещения, он будет потреблять половину своей мощности, 2,5 кВт ч. Во включенном состоянии нагревательный элемент находится примерно 12 часов. Получается, что в сутки электрический котел потребит 30 кВт ч. Если взять стоимость кВт/ч равной 5,38 руб., получится, что сутки работы котла обойдутся в 161,4 руб.

Отопительный период в России длится с 15 октября по 15 апреля, 180 дней. Умножим количество дней на стоимость одного дня работы электрического котла. Получим, что за отопительный сезон придется потратить 13068 руб. И это только в случае, когда правильно подобрана мощность котла.

Популярные статьи  Регулятор оборотов электродвигателя: назначение, принцип работы

Без розетки никак

Еще один недостаток — энергозависимость. Если в доме на длительное время отключат электричество, это негативно отразится не только на температуре в помещении. Теплоноситель, замерзший в системе отопления, может расколоть трубы или повредить сам электрический котел.

Двухконтурные твердотопливные котлы

Предназначаются двухконтурные котлы отопления на твердом топливе для обогрева помещений.

Данные устройства могут функционировать на дровах, угле, биотопливе из древесных отходов и т.д.

На сегодняшний день котлы двухконтурные твердотопливные считаются относительно недорогим и надежным вариантом теплоснабжения дома и обеспечения горячим водоснабжением.

Эти агрегаты производят двух видов:

  • со встроенным в прибор бойлером;
  • со встроенным змеевиком.

Следует отметить такую особенность двухконтурных твердотопливных котлов длительного горения, как отсутствие возможности производить точную регулировку нагрева, позволяющую обеспечивать стабильную температуру теплоносителя для обогрева помещений. Это основной их недостаток, но данную проблему решить можно.

Чтобы регулировка температуры в котле стала возможной, данное оборудование следует подключить вместе с котлом бойлера, так называемого косвенного нагрева, у которого имеется встроенный змеевик, пропускающий сквозь себя горячую воду из агрегата.

В данном случае этот элемент прибора выполняет функцию теплообменника и его монтируют таким образом, что обеспечивается равномерность нагрева жидкости. Поскольку у теплообменника площадь поверхности большая, вода становится горячей за короткий промежуток времени.

Все двухконтурные модели, которые работают на твердом топливе, имеют идентичное строение. Это две цилиндрические емкости, одна из которых расположена внутри второй.

Внутренняя отвечает за отопление жилища, а внешняя – за подачу горячей воды. В самом теплообменнике расположена труба, нагревающая воду. Она же делает возможным отвод газа из топки.

У любого двухконтурного котла есть скобообразная труба, отвечающая за распределение тепла.

Схема твердотопливного котла включает в себя следующее:

  • регулятор тяги;
  • камера сгорания и подогрева; зона горения;
  • заслонка;
  • телескопная труба;
  • распределитель воздуха.

В каждом котле за один раз помещается примерно 30 кг твердого топлива. Это гарантирует бесперебойную работу двухконтурной модели в течение 8 часов. В большинстве случаев теплоносителем выступает вода, поскольку она является недорогим и безопасным сырьем.

Однако нужно учитывать, что зимой, при отсутствии использования двухконтурного аппарата, вода замерзнет. Чтобы избежать этого, необходимо применять антифриз. Его использование не потребуется при ежедневном отоплении жилища.

Двухконтурный котел создается из стали либо чугуна.

Второй вариант считается более долговечным, однако, он отличается повышенной хрупкостью, которая значительно возрастает при сильном нагревании.

Соответственно, во время работы твердотопливного котла необходимо обращать внимание на температуру воды. Чтобы она снизилась, систему отопления заполняют самостоятельно холодной жидкостью

Чугунный твердотопливный котел считается более качественным, ведь его сборка выполняется вручную.

У стального аналога есть множество особенностей.

Хотя такое оборудование более прочное, оно может подвергнуться коррозии из-за контакта с влагой. При превышении уровня температуры, термостатический кран откроется в автоматическом режиме, что приведет к охлаждению системы.

Стоит помнить, что стальной котел создается посредством сварки, а это влияет на цену оборудования.

Блиц-советы

  1. Прежде чем приступать к изготовлению котла своими руками, правильно оцените свои возможности. С электричеством следует обращаться очень аккуратно.
  2. Для бесперебойной работы электрического котла, необходимо приобрести дизельный или бензиновый генератор, от которого будет работать электрическое оборудование, когда электрический ток в сети будет отсутствовать по причине возникновения аварийной ситуации на линии электропередач.
  3. Самый простой способ изготовить мини-элетрокотёл, это приобрести комплект электрического оборудования, которое устанавливается в батарею отопления. Такая система легко устанавливается, а температура нагрева регулируется с помощью автоматической микропроцессорной системы.

Как это работает

Вне зависимости от назначения, будет ли электрический котел использоваться для отопления частного дома, квартиры, гаража или иных помещений, принцип действия всего комплекса один. Основа системы — циркуляция носящей тепло жидкости. Обычно она представлена простой водой, но в тех случаях, когда помещение редко прогревается и есть шанс падения в нем температуры менее нуля — в системе применяют автомобильный антифриз, или как его еще называют — незамерзайку. При помощи насоса теплоноситель прокачивается через котел, в котором тэнами, индукцией или электродами доводится до рабочей температуры. Далее он движется по трубам через систему радиаторов отопления, с помощью которых и отдает нагрев воздуху. Следующим циклом, уже остывшая жидкость опять поступает в электрический котел отопления.

Здесь нужно небольшое замечание касательно последнего действия. Если температура жидкости, проходящая через нагревательное устройство, находится в пределах некой установленной границы, то сами тэны, электроды или инверторы инертны. Они работают только в моменты слишком сильного ее остывания, которое происходит достаточно медленно, что обуславливается быстрой принудительной циркуляцией. В этом собственно и состоит один из факторов экономии при использовании такого вида электрического котла. Другой заключен в объеме самих радиаторов — чем у них больше поверхность, тем сильнее нагревается воздух. Поэтому, собственно, последнее время становятся все более распространенными «теплые полы». В сущности, они — одна сплошная батарея, расположенная в самой нижней точке жилья, а значит весь атмосферный объем выше будет прогрет. При этом совершенно не обязательно накалять саму излучающую площадь. Достаточно довольно разумных и комфортных ногам температур.

№6. Регулировка мощности и система управления котлом

В электрических котлах достаточно просто регулировать мощность и температуру теплоносителя. Собственно, эти два параметра взаимосвязаны, поэтому рассматривать их отдельно друг от друга невозможно.

Регулировка мощности котла осуществляется одним из следующих способов:

  • ступенчато – частый вариант в ТЭНовых котлах. В этом случае в конструкции предусмотрен один нагревательный элемент, который обеспечивает половину мощности, и два, которые дают по 25% нагрева. Получается, что котел может работать на 25, 50, 75 и 100% от максимальной мощности, более точную регулировку можно провести в каждой комнате благодаря вентилям на радиаторах;
  • плавная регулировка достигается за счет использования реостата. Это привилегия более дорогих моделей. В простых маломощных котлах может вовсе не быть никакой регулировки.
Популярные статьи  Передвижное электрооборудование: что это такое, определение, примеры, подключение

Пользователь задает котлу необходимую температуру теплоносителя для поддержания комфортных условий в доме, а котел включает нагрев и выключает его, когда теплоноситель достаточно нагрелся. Автоматика может работать с помощью механических и электронных терморегуляторов. Оба варианта позволяют сэкономить электроэнергию и поддержать комфортную температуру без постоянного контроля за котлом.

Механический терморегулятор перекрывает ток теплоносителя или размыкает электрическую сеть при достижении заданной пользователем температуры теплоносителя. Когда температура падает, котел снова включается. Это простой и дешевый способ, но не самый точный – температура теплоносителя на выходе из котла может на 2-3С отличаться от заданной. Электронные терморегуляторы более точные, они состоят из выносного датчика и блока управления. Датчик крепится к нагревательному элементу и передает информацию о его температуре на блок дистанционно или с помощью проводов. Естественно, обходятся такие котлы дороже.

Способы подключения

Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома + 2 варианта для изготовления своими руками

Электрический котел можно использовать по-разному:

  • в системе с естественной циркуляцией теплоносителя;
  • в контуре с принудительной циркуляцией;

Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома + 2 варианта для изготовления своими рукамиВыбор того или иного варианты зависит от модели и особенностей конструкции нагревателя. Некоторые котлы попросту невозможно использовать в связке с циркуляционным насосом, так как нагрев воды в них происходит не проточным, а замещающим способом.

Это означает, что нагретые слои воды выходят из емкости с ТЭНами (или другими нагревателями), а на их место поступают более холодные слои.

Есть модели, где нагрев производится с достаточной скоростью, чтобы можно было запустить процесс принудительной циркуляции. Как правило, это установки с мощными и многочисленными ТЭНами или индукционными элементами.

Электродные модели действуют довольно медленно, поэтому циркуляцию в них если и запускают, то извне. Это и есть комбинированный способ, когда движение потока организуется не в самом котле, а с помощью внешнего циркуляционного насоса.

Есть еще один вариант подключения — к системе «теплый пол». Это низкотемпературная сеть трубопроводов (петель), где температура теплоносителя на выходе из котла не превышает 50°. При такой связке возникает немалая экономия на электроэнергии, появляется возможность использовать маломощные нагревателя, что снижает нагрузку на сеть.

Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович

Эффективность такого варианта выше, чем при использовании пленочного теплого пола (самого эффективного из самостоятельных разновидностей). Единственным недостатком является сложность сборки водяных конструкций, а также необходимость использования соответствующих напольных покрытий.

Необходимо учитывать, что мощность агрегата при подключении к сети 220 В ограничена 5 кВт. Более мощные модели требуют подключения к линиям 380 В. Если учесть потери тепловой энергии при низкой скорости циркуляции, 5 кВт хватит на обогрев примерно 30-40 м2.

Если есть необходимость сэкономить деньги и получить максимальный эффект, теплый пол будет оптимальным решением. Он не требует высокой мощности от нагревателя, может быть разделен на большое число петель для повышения эффективности. Кроме того, низкотемпературные системы позволяют увеличить скорость циркуляции, что даст меньшую разницу температур прямой и обратной линий и позволит еще больше сэкономить на подогреве теплоносителя.

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:

  1. 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.
  2. 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.

Популярные статьи  Какие лампы установить в люстру, чтобы они не перегорали?

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.

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.

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.

Индукционный

Работа индукционных моделей основывается на физическом явлении «индукция», которое происходит во взаимодействующих между собой катушках. Они по праву занимают лидирующие позиции на рынках.

Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома + 2 варианта для изготовления своими руками

Если говорить о преимуществах, следует отметить:

  • Очень высокий КПД, достигающий 99% — таким образом вся электроэнергия, за которую приходится платить, преобразуется в тепло
  • Экономичны и эффективны при взаимодействии с системами теплый пол
  • Могут одновременно использоваться для ГВС (горячее водоснабжение)

Единственным недостатком может стать стоимость подобного оборудования. Оно легко устанавливается, но в случае поломки требует ремонта профессиональным мастером.

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

Оцените статью
Добавить комментарии

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: