Как сделать электродный котёл своими руками

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Устройство и принцип работы

В основе такого способа нагрева теплоносителя лежит процесс хаотичного перемещения ионов воды под воздействием переменного электрического тока. Любой подобный котёл состоит из массивного электрода, на который подаётся напряжение, а в качестве второго электрода с нулевой фазой выступает металлический корпус нагревателя. Дальнейший процесс напоминает электролиз, только ионы движутся не от катода к аноду, а хаотично перемещаются в разные стороны с частотой 50 Гц.

Устройство электродного котла

Электролит обладает плохой проводимостью и большим сопротивлением, чем сталь или алюминий, поэтому при прохождении через него электрического тока происходит выделение тепловой энергии. Мощность устройства рассчитывают по формуле: P=U*I, где U – подаваемое напряжение (В), а I – сила тока (А).

Преимущество такой схемы перед ТЭНом заключается в отсутствии промежуточной теплоизоляционной прослойки между нагревательным элементом и теплоносителем, что обеспечивает максимально возможный КПД. Фактически вся подаваемая электроэнергия преобразуется в тепловую.

Схема преобразования электроэнергии в тепловую

Это важно! Концентрация соли в электролите влияет на сопротивление жидкости и определяет максимально возможный протекаемый ток. Информация об этом содержится в справочниках или инструкции по эксплуатации заводского котла.

Устройство и принцип работы электродного котла

Поскольку принцип работы установки не отличается особой сложностью, конструкция агрегатов предельно проста.

Электродный котел включает в себя:

  1. Корпус;
  2. Клемму для подключения нулевого провода;
  3. Основание;
  4. Электрод;
  5. Клемму для подключения фазового провода;
  6. Входной патрубок;
  7. Выходной патрубок;
  8. Кожух;
  9. Клемму для подключения заземления или зануления.

В большинстве конструкций роль второго электрода играет корпус прибора1, подключенный к нулевому проводу через клемму 2.

Емкость с одной стороны герметично закрыта основанием 3, в котором закреплен центральный электрод 4. Подача напряжения на стержень осуществляется фазовым проводом через клемму 5.

Подача теплоносителя осуществляется через входной патрубок 6, расположенный в нижней части агрегата. Нагретый теплоноситель поступает в отопительную магистраль через выходной патрубок 7, обычно, расположенный в верхней крышке изделия. Для установки арматуры оба патрубка имеют резьбовые наконечники.

Внешний кожух 8, имеет специальную клемму 9 для подключения провода заземления и служит дополнительной защитой от поражения электрическим током. Кроме этого, форма и полиамидное покрытие кожуха могут обеспечить привлекательный внешний вид всей установки.

Для повышения эффективности работы отопительной системы, перед входным патрубком устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий интенсивное прохождение жидкости через рабочую полость устройства.

Если для достижения требуемого результата требуется мощность более 10 кВт, целесообразно использовать электродный котел подключаемый к трехфазной электросети.

Принцип работы трех электродного агрегата не отличается от принципа работы обычного котла, отличие заключается в числе стержней и их размещении. Каждый электрод соединяется с отдельной фазой через специальные клеммы в нижней части установки. Располагаются стержни в вершинах правильного равностороннего треугольника, вписанного в окружность рабочего цилиндра. Для заземления прибора используется клемма на корпусе.

Поскольку в процессе эксплуатации электроды могут разрушаться, конструкция установки предусматривает их оперативную замену. Для этого необходимо:

  1. Слить теплоноситель из отопительной системы;
  2. Отсоединить нижнюю крышку;
  3. Заменить разрушенные электроды;
  4. Установить нижнюю крышку на место и проверить герметичность крепления;
  5. Заполнить магистраль жидким электролитом;
  6. Возобновить подачу электроэнергии.
Читайте также:  Виды батарей отопления, их особенности и цены

Преимуществом электродных установок является то, что при отсутствии в системе теплоносителя не происходит разрушения деталей котла.

Системы управления

Поскольку конструкция самого котла не предусматривает никаких контролирующих элементов, регулировка осуществляются с помощью внешних управляющих систем.

Простейший блок состоит из одного термодатчика, устанавливаемого перед входным патрубком и отключающим подачу электроэнергии по достижению заданной температуры. Более точная регулировка осуществляется с помощью двух термодатчиков, расположенных на входе и выходе.

Стоимость автоматической системы регулирования является наиболее весомой составляющей цены электродного котла, которая может изменяться в довольно широком диапазоне.

Монтаж котла

Самая трудная часть работы позади, мне осталось все поставить на место и запустить котел.

Перед монтажом на резьбовые соединения нужно намотать фум ленту. Намотать нужно около 10 оборотов.

Далее все просто прикручиваем, как было задумано, «обратка» к «обратке», «подача» к «подаче», соединяем муфтами такого же размера и хорошенько затягиваем контргайки.

На сгон слива воды, прикручиваем пол дюймовый кран или металлическую заглушку, у кого что есть, я прикрутил заглушку, и вот что получилось.

В верхней части электрокотла вы видите тэн с терморегулятором.

Вот мы все смонтировали и приступаем к следующему этапу.

Электрические котлы, применяемые для отопления дома

При выборе системы отопления для дома потребуется учесть особенности постройки. Существует список самых популярных котлов, которые работают от электроэнергии:

  1. Protherm Скат9 КR 13.
  2. ZOTA 9 Lux.
  3. Ferroli ZEWS 9.
  4. Kospel EKCO.L 15z.
  5. ЭВАН ЭПО 6.

Основное отличие заключается в мощности, стоимости и потреблении электроэнергии. При покупке оборудования потребуется также учесть максимальную мощность, которую может выдержать конкретная система. Немаловажное значение играют климатические условия. Учитываются минимальные температуры, которые фиксируются в регионе в холодное время года.

Включается, но не греет

Второй по популярности считается поломка, когда вентилятор включается, но не греет. В этом случае основной причиной поломки считается нагревательный элемент, который вышел из строя. Проверьте это устройство с помощью мультиметра и, если цепь разорвана, тогда замените устройство. Иногда может возникнуть обрыв определенной части спирали. В этом случае вам необходимо соединить нихромовую спираль. При необходимости прочтите про опасность инфракрасных обогревателей для человека.

Включается, но не греет

Включается, но не греет

Также достаточно часто из строя может выйти биметаллический терморегулятор. Для выполнения его ремонта вам необходимо самостоятельно зачистить контакты до металлического цвета. При нагревании терморегулятор должен разомкнуть цепь и при остывании должен замкнуть ее. Если устройство работает неправильно, тогда вам необходимо попробовать самостоятельно замкнуть регулятор температуры. Если он будет рабочий, тогда будет происходить нагрев спирали.

Включается, но не греет

Включается, но не греет

Включается, но не греет

Как правильно поменять ТЭН на котле отопления или врезать в систему отопления

Первое, на что необходимо обратить внимание — это номинальная мощность ТЭНа. Установив устройство с низкой мощностью, вы будете недополучать тепловую энергию, расходуя при этом большое количество электричества. А установив недопустимо высокую мощность есть большая вероятность постоянного перегрева устройства, а возможен и взрыв.

Что касаемо его расположения, он должен быть полностью погружен в воду, а иначе он будет перегреваться, как правило, его устанавливают в нижней части радиатора. Это дает возможность изолировать его от мест, где скапливается воздух. Для того, чтобы он прослужил дольше и на нем скапливалось меньше налета, который приводит к значительной потери КПД, а также к коррозии, нужно использовать дистиллированную жидкость.

Очень важно, когда вы будете врезать ТЭН или блок ТЭНов в систему отопления, качественно выполнить герметизацию торцевых стыков, поскольку, если жидкость попадет на нагревательный элемент (спираль), возникнет угроза для жителей дома. Рассмотрим вариант подключения к электрическим сетям с различным количеством фаз.

Читайте также:  Водяное отопление в гараже: с электрокотлом или печкой

Если у вас одна фаза, зачастую этот вариант наиболее характерен для дач или старых построек, необходимо установить предохранитель. Она характерна наличием двух проводников: фазы и ноля. Существует два метода подключения — параллельно или последовательно, разница состоит в делении исходного напряжения между составляющими.

Чаще подключение выполняют параллельным методом, чтобы минимизировать потери полезной энергии. Последовательная схема используется крайне редко, так как она предполагает потери энергии. Для любой из выбранных схем необходимо выбирать провод с большим сечением, поскольку на него будет большая нагрузка.

Подключение к трем фазам — первый метод это так называемая звезда, предполагает подпитку от сети в 220 В при наличии подведенного из щита нулевого провода. Используется одна перемычка, подключаемая к нулю, а остальные  три свободных конца присоединяют к фазам.

Треугольное подключение, приходящее напряжение в данном случае 380 В. Подключив сюда ТЭНы, предусмотренные для использования на 220 В, рискуете их испортить, поскольку они сгорят. Разница между треугольником и звездой заключается в отсутствии нулевого проводника.

Врезка ТЭНов в систему отопления дома

Если вы хотите заменить  или найти резервный источник тепла вашему твердотопливному котлу,такому как , например, Дон, Купер, Эван, Бренерам Акватэн либо Теплодар,  подобный вариант подойдет отлично, поскольку он не очень трудоемкий и затратный в финансовом плане .

При проведении подобной процедуры соблюдайте меры безопасности, поскольку любые мероприятия с использованием электрической энергии крайне небезопасны.

Рассмотрим более детально, как подключить ТЭНы на котле. При использовании его, как резервного метода нагрева, помните об изменениях уровня напора, для его выравнивания рекомендуется использовать насос.

Рассмотрим поэтапно, как установить подобное устройство:

  • Нужно проверить направление резьбы в патрубке, измерить его диаметр.
  • Слейте теплоноситель.
  • Проверьте уровень радиатора, поскольку при его малейшем наклоне велика вероятность скопления воздушных пробок.

Затем заполните систему жидкостью, при помощи крана Маевского спустите скопившийся воздух. Используя тестер, проверьте, что ТЭН изолирован от батареи во избежание поражения электрическим током, если все же пробой присутствует, проверьте исправность нагревательного элемента. Если у него нарушена изоляция, нужно поменять ее. Затем выполните установку повторно.

Существует общепринятая формула, при помощи которой можно правильно рассчитать необходимую мощность, вычисления выполняется оперируя тем, что на обогрев 10 м2 площади комнаты затрачивается 1 Квт энергии… Выглядит она следующим образом:

Р=0,0066*m*(T1-T2)/t, где

m — это объем нагреваемой жидкости,

t1 — конечная температура жидкости, градусы Цельсия,

t2 — начальная температура жидкости,

t — период за который нагревается жидкость, мин.

Р — мощность нагревательного элемента.

Попробуем произвести расчет для алюминиевой батареи из 6 секций, объем вмещаемой жидкости около 4 литров. Необходимо за 15 минут подогреть радиатор с 15 градусов до 60. Выполняем расчет:

Р=0,0066*4 (60-15)/15=0,792, таким образом мощность должна составлять 0,8 кВт.

Как подключить ТЭН с терморегулятором

Теперь вы знаете, как и по каким параметрам выбираются нагреватели. Но как выполняется подключение? Для того чтобы подключить ТЭН с терморегулятором, необходимо выбрать провод с надежной изоляцией. Также уделяем внимание сечению – оно должно быть таким, чтобы провод смог обеспечить полноценное питание нагревателя и не расплавиться. Например, для нагревателя мощностью 3 кВт сечение провода должно составлять не менее 2,5 мм. Мы рекомендуем выбирать для подключения кабели с медными проводниками.

Не забудьте уделить внимание наличию УЗО – оно мгновенно отключит питание в случае неожиданного выхода ТЭНа из строя или короткого замыкания. УЗО необходимо ставить как можно ближе к самому нагревателю. Также следует обеспечить надежное соединение проводников с контактами ТЭНа (без «соплей» и хлипких контактов, которые могут искрить).

Читайте также:  АГВ отопление – недорогой вариант для частного дома

Регуляторы температуры в бытовых целях используют довольно широко, а регулируют они температуру буквально везде: от банального паяльника до микроклимата в доме.

Пуск нагревателя

Процесс подготовки к запуску подразумевает проверку соединений на прочность, осмотр подключения к сети питания и заполнение системы теплоносителем. При выявлении дефектов, все недочеты устранить, пережатые или порванные провода заменить, изолировать.

Совет! Перед запуском сети все конструкции очистить от пыли. Чтобы не допускать скачков напряжения рекомендуется установить защитное реле автоматического отключения.

Процедура запуска не представляет сложности:

  • заполнить сеть теплоносителем;
  • спустить воздух из радиаторов открытием кранов Маевского;
  • включить котел в розетку питания.

Зная, как сделать электрокотел отопления своими руками на 220 В, мастер сможет быстро настроить инженерную сеть без помощи специалиста. Для ускорения транспортировки теплоносителя в конструкцию встраивается циркуляционный насос. При формировании магистрали с самотечным движением, трубопровод выкладывается с уклоном в сторону обратки, чтобы охлажденный теплоноситель быстрее возвращался в котел отопления.

Электродный котел

Если говорить об устройстве таких котлов, то они состоят из электродов, которые и выполняют функцию нагревательных элементов, хотя собственных нагревательных элементов в котлах нет. Но это и большой плюс такого оборудования, поскольку не будет образовываться накипь, которая часто приводит к выходу приборов из строя.

Достоинства электродных котлов:

Электродный котел
  1. Простая эксплуатация.
  2. Нет риска образования накипи.
  3. Надежность и длительный срок работы.
  4. Компактные размеры делают их оптимальным выбором для небольших домов.

Что касается недостатков, то самый главный, по отзывам потребителей, относится к жидкости, к которой предъявляют высокие требования. Жидкость, которая используется как теплоносители, должна быть обработана специальным образом.

Разновидности трубчатых нагревателей для радиаторов

При всей простоте конструкции в продаже можно найти различные вариации радиаторных ТЭНов. Прежде всего, варьируется мощность нагревательных приборов. Модели с минимальной мощностью «выдают» порядка 0,3 кВт, с максимальной – 6 кВт. Различаются устройства исполнением корпуса. Учитывая, что конфигурация и расположение радиаторов может быть разным, встречаются ТЭНы с левой или с правой резьбой.

Разниться может и диаметр устройства. Связано это с сечением пробки заглушки радиатора, на место которой монтируется прибор. Стандартный размер – 40 мм. Принципиального различия между устройствами, предназначенными для монтажа в радиаторы из различных материалов, нет. Их конструкция аналогична, может отличаться только диаметр. В продаже можно найти одинарные и двойные ТЭНы.

Двойные ТЭНы более удобны в использовании. Они позволяют значительно увеличить скорость разогрева теплоносителя, но при этом они отличаются от одинарных аналогов более высокой ценой

Последний более удобен в эксплуатации. В момент включения активируются сразу оба элемента, за счет чего происходит максимально быстрый разогрев теплоносителя. После этого один из элементов отключается, что позволяет экономить энергоресурсы. Некоторые модели оснащаются дополнительным функционалом. Производитель использует только две функции:

  • Турбонагрев. Дает возможность максимально форсировать увеличение температуры в комнате. В устройство обязательно встраивается терморегулятор, который позволяет изменять интенсивность обогрева.
  • Антизамерзание. Этот режим позволяет предотвратить возможное размораживание всей системы при снижении температуры до отрицательных значений. ТЭН автоматически поддерживает минимально допустимую температуру, потребляя при этом небольшое количество электроэнергии.

Помимо этого, нагреватели для радиаторов различаются длиной и наличием либо отсутствием терморегулятора.