Изготовление ионного котла в домашних условиях

Возможность установить в качестве отопительного агрегата электродный котел своими руками присутствует в любых условиях. Почему именно данный вид оборудования? Во-первых, он занимает меньше места, а во-вторых доступен в условиях, где не предназначены газовые или твердотопливные установки.

Конструктивные особенности

С конструктивной точки зрения такой котел – это небольшая цельнометаллическая труба с полиамидным напылением (оно выполняет функцию изолятора). К корпусу подсоединены ввод и вывод теплоносителя, а также клеммы питания. С одной стороны в трубу вставляется набор изолированных электродов, в то время как другая герметично запаяна.

Конструктивные особенности

Котел электродный

Рассмотрим технические параметры заводских моделей.

Конструктивные особенности
  1. Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
  2. Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
  3. Также они могут быть одно- и трехфазными. В первом случае подразумеваются маломощные приборы, используемые в частных домах, во втором – котлы с высокой производительностью, предназначающиеся для объектов промышленного типа.
  4. Оптимальное значение потребления энергии достигается при температуре рабочей жидкости в 75ᵒС. Если показатель выше, то потребление энергии увеличивается, а если ниже, то оно, соответственно, снижается (при минусовых температурах показатель теплопроводности у жидкости ухудшается).

    Принцип работы электродного котла. Сравнение электродного и тенового котлов

По способу подачи теплоносителя ионные приборы могут быть двух типов:

Конструктивные особенности
  • открытые системы характеризуются тем, что нагретая жидкость движется естественным путем, передает тепло и направляется обратно в теплогенератор;
  • в закрытых же имеются специальный насос и расширительный бак – они необходимы для начального этапа прогрева рабочей жидкости.

    Обвязка котла

Видео – Как работает котел

Электрическое отопление дома. Достоинства и недостатки

Сегодня мы рассмотрим основные системы электрического отопления частного дома или квартиры. Тем более, что существует много способов электрического отопления, которые мы обязательно рассмотрим.

Плюсы использования

Начнем, как всегда, с преимуществ:

  1. Экологическая чистота при использовании электрических обогревателей, не выделяет вредных выбросов, угарных газов.
  2. Изначально не большие затраты. Не требуется проектной документации.
  3. Практически бесшумные. Надежное оборудование, ломается редко.
  4. Простота монтажа, большинство средств переносных.
  5. Возможность регулировки температуры в каждой комнате. Высокий КПД.
Электрическое отопление дома. Достоинства и недостатки

Минусы использования

К недостаткам относят:

  1. Электрический обогрев зависит от электроэнергии. Электричества нет, нет и тепла.
  2. Нестабильность напряжения, может навсегда вывести из строя котел или электрические приборы.
  3. Высокое электропотребление. Следует учитывать состояние электропроводки. Следует уточнить, какую мощность вам выделяют на дом. Возможно, потребуется трех фазная система электросети.

Первые две проблемы можно эффективно решить покупкой генератора. Соответственно увеличиваются затраты.

От чего зависит конструктивное исполнение?

На то, какой будет конструкция отопительного котла, влияет несколько условий:

От чего зависит конструктивное исполнение?
  • стоимость и доступность материалов;
  • вид топлива;
  • способ циркуляции теплоносителя.
От чего зависит конструктивное исполнение?

Естественная циркуляция теплоносителя Принудительная циркуляция теплоносителя Двухтрубное отопление с прямоточной циркуляцией теплоносителя Двухтрубное отопление со встречной (тупиковой) циркуляцией теплоносителя

От чего зависит конструктивное исполнение?

Наибольшую долговечность демонстрирует жаростойкая нержавеющая сталь. Впрочем, именно она имеет на рынке самую высокую цену, а её обработка является довольно сложной задачей, с которой не справиться без специальной аппаратуры. То же касается и чугуна, который, впрочем, стоит куда дешевле нержавейки. Традиционно для изготовления котлов отопления используют листовую сталь толщиной от 4 мм – этот вариант сравнительно лёгок в обработке и, главное, вполне надёжен и долговечен.

От чего зависит конструктивное исполнение?

Патрубки, которыми будет снабжён ваш котёл, должны иметь диаметр не менее 32 мм – для их изготовления подойдёт толстостенная стальная труба. Контур отопления следует выполнять из оцинкованной стали, не забыв о герметизации резьбовых соединений.

Читайте также:  Бойлер своими руками: как сделать накопительный водонагреватель

Преимущества и недостатки электродных котлов

Минусы:

  • необходима большая мощность электричества для подключения;
  • высокая стоимость электричества;
  • низкий уровень электробезопасности;
  • нестабильность электроснабжения.

Но появления всех вышеназванных минусов можно избежать и тогда котел получить немало преимуществ.

Плюсы:

  • возможность управлять системой через Интернет;
  • автономное отопление;
  • компактность системы;
  • невысокая цена оборудования;
  • возможность подключения горячего водоснабжения;
  • легкость монтажа;
  • пожаробезопасность;
  • не требует отдельного помещения;
  • экологическая чистота;
  • бесшумность работы.

Устройство и принцип работы электродных котлов

Схема устройства электродного котла.

Конструктивно все электродные насосы представляют собой цельнометаллическую трубу, покрытую полиамидом, который играет роль изолятора. В трубу вварены патрубки входа и выхода теплоносителя и клеммы питания и заземления. Труба запаяна наглухо с одной стороны, а с другой в нее вставлен блок электродов, изолированный от корпуса полиамидными гайками.

Длина котлов, продаваемых в магазине, обычно не превышает 600 мм со средним диаметром в 320 мм. Мощность устройств изменяется от 2 кВт (для обогрева помещений объемом до 80 м³) до 50 кВт (для больших помещений с внутренним объемом до 1600 м³). При этом котлы делятся на однофазные (мощность от 2 до 6 кВт, применяются для отопления частных домов) и трехфазные (мощность от 9 до 50 кВт, применяются для отопления промышленных зданий и сооружений). Энергопотребление котлов оптимально при достижении температуры теплоносителя внутри него равной 75°С. Если температура ниже, то ниже и энергопотребление, так как при более низких температурах теплоноситель имеет более низкую электропроводность. Если же температура превысит данную отметку, то и энергопотребление увеличивается.

Схема устройства и принцип действия электродного электрического котла.

Большинство современных электродных котлов оборудованы системой автоматического управления с защитой от скачков напряжения и блоком запуска. Более дорогие модели могут оснащаться дистанционным управлением в комплекте с gsm-модулем. Именно наличие контролера поддерживает заданную температуру теплоносителя для оптимального энергопотребления.

По принципу распространения теплоносителя внутри системы отопления ионные котлы подразделяются на открытые и закрытые. В открытых системах теплоноситель движется под действием естественной циркуляции при нагреве, поступает в радиатор отопления, отдает тепло и возвращается обратно в котел. Закрытые системы оснащаются расширительным баком и циркуляционным насосом, который нужен на первоначальном этапе прогрева теплоносителя.

Эксплуатация самодельного электродного котла

Если в жилом помещении установлен электродный источнику обогрева, хозяева обязательно должны придерживаться техники безопасности. Одним из главных моментов считается учет удельного сопротивления теплового носителя. В качестве него обычно используют обычную воду, однако лучше, если будет дождевая или талый снег.

Важно! Нельзя использовать морскую или скважинную воду, так как они содержат большое количество солей и частичек металла.

Перед применением жидкости в качестве теплоносителя целесообразно проверить показатель ее сопротивления, в случае, если отметка слишком велика, необходимо в состав добавить не йодированную соль, которая поможет ослабить диэлектрические свойства жидкости.

Устанавливая электродный котел для старой отопительной системы, обязательно нужно ее заранее прочистить от грязи и ржавчины, так как эти вещества препятствуют стабильной работе ионного котла.

Важно! Не приводите в эксплуатацию ионный отопительный агрегат, если засорен грязеочиститель. Возможен выход прибора из строя.

Преимущества и особенности конструкций длительного горения

Наиболее дешёвым вариантом для самостоятельного изготовления является дровяной котёл. Конструктивно такой агрегат представляет собой две ёмкости, помещённые одна в другую. Внутренняя выполняет функцию топки, внешняя – нагревательного бака. Конструкция дровяного котла действительно проста, а работать он сможет не только с дровами, но и другими видами твёрдого топлива.

Конструкция дровяного котла включает:

  • стальную топку (с дверцей);
  • зольник (с дверцей);
  • колосники топки;
  • сажесборник;
  • дымоход;
  • шиберную задвижку;
  • входной и выходной патрубки;
  • ножки;
  • чугунную крышку.

Устройство твердотопливного котла

Большой минус дровяного котла – низкий КПД, то есть огромный расход дров или постоянная нехватка тепла в доме.

Пиролизные котлы являются более дорогими в изготовлении: они имеют две камеры сгорания – для топлива и для пиролизного газа, а некоторые их компоненты и сами по себе стоят весьма недёшево. Тем не менее такое оборудование пользуется огромным спросом в виду его экономичности – оно полностью окупается на протяжении всего 3-4 сезонов.

Классическая схема пиролизного котла включает:

  • камеру сжигания с форсункой;
  • газифицирующую камеру;
  • систему подачи воздуха;
  • дымоходную систему;
  • загрузочную камеру;
  • водный теплообменник;
  • систему циркуляции теплоносителя;
  • датчики температуры и давления;
  • регуляторный клапан.

Принцип работы пиролизного котла

Пеллетные котлы изобретены в конце XX века. Они функционируют на прессованных опилках, а их основной принцип действия заключается в передаче тепла от газа, выделяемого при сгорании последних, который нагревает теплоноситель в теплообменнике.

Котёл отопления на пеллетах своими руками

Преимущества и особенности конструкций длительного горения

Конструкция пеллетного котла включает:

  • корпус;
  • топочную камеру с воздушным окном и дверцей очистки;
  • теплообменник с водяным контуром;
  • дымоудалитель;
  • теплоизоляционную прокладку;
  • автоматику контроля и управления.

В пеллетных котлах лучше всего использовать чугунные теплообменники: они имеют более высокий показатель теплоотдачи и не подвержены коррозии.

Основные элементы котлов отопления продолжительного горения

Из достоинств агрегатов следует отметить:

  • минимальное количество закладок топлива;
  • высокую эффективность работы;
  • использование различных видов твердого топлива;
  • небольшое количество сажи в трубах при эксплуатации;
  • надежность конструкции.

Принцип действия современной модели

Примечание! Из недостатков необходимо упомянуть сложность самостоятельного изготовления. Хотя при использовании готовых чертежей  длительного горения своими руками сделать агрегат все же реально.

Конфигурация котла, его характеристики, чертежи будут зависеть от многих факторов:

  • Материала. Подойдет обычная сталь (лист), но лучше всего – жароустойчивая нержавейка или чугун.
  • Возможности хорошей обработки стали, надежного соединения деталей конструкции. Обычно для этого используют в основном болгарку, газовый резак и электросварку.
  • Вида, характеристик топлива (жидкое или твердое). Сталь должна выдерживать высокие температуры, не деформироваться, не плавиться под их воздействием. Выдерживать внутреннее давление паров и газов без разрывов и трещин.
  • Правильного расчета способа циркуляции теплоносителя. Будет ли она естественной ( за счет правильной манипуляции диаметрами труб, их наклоном, высоты бака и прочего) или принудительной (с использованием в схеме  насоса).
  • Учета давления паров, использования клапанов для сброски излишек газов, конденсата (монтаж обратки).
Читайте также:  Как выполнить обвязку котла отопления своими руками?

Важно в процессе проектирования котла, включения его в цепь отопления тщательно все продумать. Что и как будет работать после сборки.

Работа котла в самотечной системе отопления

Самая простая схема установки твердотопливного котла предусматривает подключение к самотечной системе отопления.

Схема установки твердотопливного котла

Работа котла в самотечной системе отопления

Здесь подающий и обратный трубопроводы подключены напрямую к выходным патрубкам отопительной установки. На выходе из котла монтируют группу безопасности, которая включает в себя воздухоотводчик, манометр и предохранительный клапан. Между коллектором группы безопасности и выходом из агрегата не должно стоять никакой запорной арматуры. Расширительный бак ставят выше системы отопления. В одноэтажном доме логично бак поставить в топочной, в двухэтажном – на чердаке.

Приведенная схема монтажа твердотопливного котла изображена условно, такая система работает лучше, если агрегат находится ниже уровня батарей отопления. Иногда с этой целью в стяжке пола выполняют специальное углубление для установки отопителя. Главное достоинство такой системы – автономная работа, не зависящая от подачи электроэнергии. К ней хорошо подходят классические твердотопливные котлы нижнего горения без комплекта автоматики и нагнетателя.

Заключение

Чтобы не совершать глупых ошибок в процессе монтажа и обвязки, перед установкой электрокотла стоит пообщаться со специалистом в данной области. Операция не настолько проста, как может показаться

Особое внимание уделите электрической части, поскольку высокое напряжение является источником повышенной опасности

Электрокотел, установленный в системе отопления, зачастую является самым энергоёмким устройством во всем доме, более того, его потребляемая мощность нередко выше, чем у всего остального электрооборудования помещений вместе взятого.

И это не удивительно, ведь даже негласное правило выбора котла для дома гласит, что 1кВт (киловатт) мощности, требуется для обогрева 10 квадратных метров дома. Следуя ему, для отопления относительно небольшого (по современным меркам) дома в 100кв.м., потребуется электрокотел мощностью 10кВт.

Конечно, это правило общее, в реальных же условиях, при выборе мощности котла, учитывается множество факторов, но в целом, ориентировочные, средние требования к котлу правило отражает верно.

Поэтому, для такого «прожорливого» потребителя электроэнергии как электрокотел, от стабильной работы которого зимой зависит очень многое, важно сделать правильную электропроводку, подобрать надежную защитную автоматику и верно выполнить подключение. 

Чтобы лучше понимать принцип подключения котла, необходимо знать из чего он обычно состоит и как работает. Речь пойдет о самых распространённых, ТЭНовых котлах, сердцем которых являются Трубчатые ЭлектроНагреватели (ТЭН).

Инструменты и оборудование для электрокотла

Что нужно для того чтобы собрать электрический котел своими руками? Если вы решились на такой эксперимент, запаситесь инструментами и исходными материалами. Для проведения работ понадобятся:

При создании электродного котла мы рекомендуем использовать электрод из того же металла, что и основная труба.

  • Стальная труба – диаметр от 50 до 100 мм, длина – 250-300 мм;
  • Электрод – крайне желательно, чтобы он был сделан из такого же материала, как и сама труба;
  • Трубки меньшего диаметра – для подключения к отопительной системе;
  • Изолятор для электрода – можно сделать самому или заказать в токарной мастерской;
  • Провода для подключения к электросети;
  • Провод для подключения к заземлению;
  • Термостойкая краска.

Из инструментов понадобятся сварочный аппарат и ножовка. Теперь давайте разберемся, как сделать электрокотел отопления на 220 В своими руками.