Как сделать самодельный электрический котел отопления?

Современный рынок изобилует большим количеством оборудования для обогрева домов. Наряду с газовыми доступны и электрокотлы. Но разумно ли использовать их в качестве основного элемента системы отопления частного дома? Каким образом происходит подключение электрокотла и какое питание необходимо для полноценной работы этого оборудования? В этом мы будем разбираться далее.

Комбинированные теплогенераторы

Отопительное оборудование, работающее на двух видах топлива, не является новшеством. Такие котлы начали использовать ещё во времена СССР. Популярная в те годы модель работала на газе и дровах. Для перехода на древесину необходимо было снять горелку. Сегодня такие агрегаты могут работать не только в паре газ-дрова, но и в комбинации электричество-дрова. Последний вариант более удебен для домовладельцев. Выбор в пользу такого оборудования имеет ряд преимуществ:

  • использование альтернативных источников энергии по отношению к природному газу;
  • повышенное удобство в эксплуатации;
  • использование устройств исключает возможность охлаждения дома после того, как вся закладка дров сгорела.

Современные модели построены таким образом, что электрический нагрев включается автоматически сразу после достижения минимальной температуры воды. Обратный переход на дровяное топливо без вмешательства хозяина невозможен.

Виды отопительных котлов

Котлы, работающие на газу

Перед началом самостоятельного изготовления котла, необходимо определиться с его видом, который зависит от типа топлива, нагреваемого тепловой носитель. При желании можно соорудить котел, работающий от любого топлива. Найти необходимую информацию можно на ресурсах интернета. Однако прежде чем сделать выбор, стоит иметь представление о преимуществах и недостатках самых известных из них.

  1. Котлы для отопления, работающие на газу. Данный вид не стоит пытаться изготовить своими руками, так как к ним предъявляется очень много требований, которые вы вряд ли сможете удовлетворить. Ну и не менее важная причина – это высокая вероятность взрыва в ходе эксплуатации. Монтаж газового котла запрещен в подвальном помещении дома.
  2. Для изготовления электрического котла вам не потребуется профессиональных навыков и наличия множества материалов. Нельзя не отметить огромный недостаток – высокие цены на электрическую энергию. Это является идеальным вариантом для периодического обогрева домика на даче, но для постоянного использования электрический котел очень дорог.
  3. Котел с жидким топливом вполне подходит для изготовления своими руками, но стоимость топлива и особенности настройки форсунок могут вызвать немалые сложности в ходе работ.
  4. Среди всех перечисленных вариантов самым оптимальным можно назвать котел, работающий на твердом топливе, в качестве которого можно успешно использовать дрова.

Котел для системы водяного отопления

Всем известно, что дрова имеют высокую скорость сгорания, а соответственно не успевают обогреть помещение до нужной температуры при первоначальном КПД. Для того чтобы оптимизировать этот процесс, стоит рассмотреть два способа самостоятельного сооружения котлов на твердом топливе.

Виды электрических котлов

Возвращаясь к выбору электрических котлов, хотелось бы подробнее остановиться на мощности. Чем больше площадь нагрева, тем выше должна быть мощность оборудования. Например, для дома площадью 150 квадратных метров будет достаточно котла мощностью 14 квт. Такой котел легко справится с двумя контурами радиаторного отопления на первом и втором этажах и теплым полом на первом. У котла будет запас мощности, что важно на случай критических морозов.

Говоря о мощности, стоит отметить, что эта величина зависит от тока и напряжения. Чем больше мощность, заданная на котле, тем выше ток в цепи питания. В свою очередь, ток зависит от напряжения: чем оно больше, тем меньший ток будет в цепи. Поэтому правильнее всего подключать котел по трехфазной линии.

Читайте также:  Инфракрасное отопление частного дома своими руками

Осталось разобраться с сечением кабеля. Например, при мощности потребления в 14 квт и напряжении 380 В на пике нагрузки в цепи будет протекать ток, равный значению 22 А. С таким током легко справится кабель, выполненный по ГОСТ, сечением жилы в 4 мм кв. Обычно такой кабель и устанавливают, опираясь на 5 полноценных жил (три фазы, ноль и земля).

Что касается видов электрокотлов, используемых частными лицами, то здесь выделяют:

  • тэновые разновидности;
  • индукционные варианты;
  • электродные котлы.

Внимание. Для понимания, нужно сказать несколько слов о каждом из предложенных вариантов.

ТЭНовые котлы

Такие котлы наиболее распространены, имеют низкую стоимость и оснащены всеми важными узлами работы. Это и расширительный бачок, система сброса воды при закипании, циркуляционный насос, блок автоматики и другие узлы. Исходя из названия, понятно, что вода нагревается тэнами в специальных резервуарах. В зависимости от мощности, котел оснащается одним или тремя тэнами. Чем больше мощность, тем быстрее нагревается вода в контуре.

Такая система монтируется на стену, имеет простой и понятный интерфейс управления, неприхотлива в обслуживании. Что касается недостатков, то благодаря нагреву за счет тэнов, не исключена накипь внутри емкости. Спустя годы она может стать причиной выхода котла из строя. Хотя современные модели и обладают защитными покрытиями тэна от накипи, пробой системы исключать нельзя.

Индукционные электрические котлы

Подобную систему можно назвать самой современной в своем классе. Здесь реализован индукционный нагрев сердечника, который нагревает теплоноситель в очень короткий срок. В процессе работы образуются микроволны (вибрация), что исключает вероятность образования накипи. Отсюда и срок службы таких систем, равный 30 лет, без необходимости замены нагревательного элемента. К недостаткам таких котлов относят высокую стоимость и работу только с теплоносителем под высоким давлением.

Внимание. Это современные модели, которые представлены на рынке относительно недавно, это вызывает недоверие покупателей. Котлам свойственен большой вес.

Электродные электрические котлы

Электродный котел – это компактность, высокий КПД, а также надежность. В продаже встречаются модели мощностью от 1 до 16 кВт. Котлы не чувствительны к перепадам напряжения в сети, а, значит, более пригодны для работы в местах с активным использованием электронагревательных приборов.

Повышенная опасность — вот главный минус такой системы. Чтобы снизить фактор опасности, специалисты рекомендуют оборудовать заземляющий контур. Замкнутая система требует использовать в качестве теплоносителя только специальные жидкости, стоимость которых высока. Система требует внимания к себе, а также не имеет возможности плавной регулировки тока.

Подключение

Если рассматривать такое оборудование, как отопительные электрокотлы с точки зрения пожарной безопасности, то, отметим, что они не несут никакой опасности для человека. Ни при каких условиях электрокотел не может стать причиной возгорания деревянного дома. Однако имеются нюансы, о которых следует знать. При расчете проводки во внимание необходимо принимать мощность отопительной установки. Если её сечение будет меньше, чем требуется для вашего оборудования, то она будет греться. А это уже небезопасно и для дома, и для людей, проживающих в нем.

При определении оптимального сечения провода исходят из расчета: 8А на 1 мм2 сечения. Если в дом будет установлен отопительный котел 6 кВт, то минимальная величина сечения провода, ведущего к нему, не должно быть меньше 3,4 мм2.

Водяной теплый пол является оптимальной системой отопления для электрокотла. Среди всех установок, предназначенных для обогрева помещений, электрокотел для отопления частных домов – самый дорогой класс. В 3-4 рубля обходится кВт*ч тепловой мощности при работе этого оборудования. Располагая агрегат в нижней части помещения, можно обеспечить наиболее эффективное применение подведенного тепла.

Как сделать электрический котёл?

Главным элементом электрического отопительного агрегата является термоэлектрический нагреватель (ТЭН) – он необходим для преобразования электроэнергии в тепло. Корпус электрокотла может быть выполнен из любого материала, а узлы, необходимые для его работы – регуляторы, датчики и пр. – можно купить в любом специализированном магазине.

Читайте также:  Что нельзя размещать около батарей отопления

Устройство электрического котла отопления

Конструктивно электрический котёл состоит из:

  • ТЭНа;
  • расширительного бачка;
  • циркуляционного насоса;
  • предохранительного клапана;
  • фильтрационного узла.

Принцип работы электрического котла отопления

Теплоноситель в системе может циркулировать как естественным образом, для чего необходимо предусмотреть перепад высоты между радиаторами и баком котла, так и принудительным с помощью насоса. Наиболее простой вариант электрокотла – установка ТЭНа непосредственно в систему отопления. Если такая конструкция не подходит, можно сконструировать электрический котёл со съёмным патрубком – это даст возможность оперативно добраться до ТЭНа при необходимости ремонта или замены.

Оптимальным решением для обогрева, скажем, небольшого коттеджа является отдельно расположенный электрический котёл небольших размеров. Труба такого котла будет иметь диаметр около 220 мм, а длина корпуса – не более полуметра, что позволяет установить его практически в любом месте, разумеется, с учётом правил безопасности.

Корпус электрокотла должен быть герметичным. Он снабжается отверстием для поступления нагретого теплоносителя в отопительную систему, а также патрубком для обратной подачи остывшей воды.

Производители электрокотлов

Среди наиболее известных и надежных изготовителей электрических котлов следует назвать следующие фирмы:

(Германия, Словакия)

(Германия)

(Словакия)

(Россия)

(Россия)

(Россия)

Список можно продолжать еще долго, но, для правильного понимания следует учесть, что выбор электрического котла не следует делать, исходя из наименования бренда. Здесь важны технические характеристики, мощность, тип нагревателей и прочие важные параметры.

Для работы в российских условиях гораздо предпочтительнее продукция отечественных изготовителей. Они хорошо знакомы с особенностями и условиями работы, поэтому использование российских электрокотлов позволит обойтись без дорогостоящих дополнений (импортные ИБП, дорогие запчасти и т.п.).

Электродные отопительные котлы

Наиболее популярной альтернативой ТЭНовым котлам отопления в настоящее время являются приборы электродного типа. У них нагрев теплоносителя происходит за счет его собственного электрического сопротивления.

Сравнение электродного и ТЭНового котлов

Особенностью конструкции является наличием электрода (корпус) и катода. Последний располагается в емкости, через которую протекает теплоноситель. При подаче электроэнергии происходит расщепление воды на положительные и отрицательные ионы, которые стремятся к электродам соответствующей полярности. Из-за того, что подается переменный ток с частотой 50 Гц, происходит смена полярности электрода. Именно это явление и провоцирует нагрев воды.

Электродный электрокотел для отопления дома выбирается только для воды. Перед этим она должна пройти подготовку для повышения удельного сопротивления. Лучше всего приобрести уже готовый теплоноситель. Если же такой возможности нет – можно в дистиллированную воду добавить соль.

Также следует учитывать такие особенности мини электрокотлов для теплоснабжения электродного типа:

  • Постепенный выход на номинальную мощность. Оптимальный вариант – пригласить специалистов для первичной настройки оборудования;
  • Постепенное растворение электродов. Через 10-15 лет эксплуатации уменьшение их диаметра достигнет критического значения. После этого необходима плановая замена электродов;
  • Отсутствие накипи. Это обусловлено вибрацией электродов с частотой 50 Гц. При этом не возникает посторонний шум.

Еще одним преимуществом является возможность выбора электродного электрокотла для отопления и горячей воды. В этом случае в конструкции будет две отдельные камеры, в каждой из которых нагревается вода для теплоснабжения и ГВС.

При отсутствии теплоносителя в камере нагрева в электродном котле не будет происходить перегрев поверхности. Это является одним из преимуществ данного типа отопительного оборудования.

Читайте также:  Инфракрасный тёплый пол: выбор и монтаж – важные моменты

Как залить антифриз в систему отопления дома

Концентрат потребуется предварительно разбавить. Полученную жидкость вливают в расширительный бак. Для удобства можно также использовать подпиточный вентиль и насос. Однако перед началом выполнения работ потребуется открыть все краны Маевского. После поступления антифриза их потребуется закрыть. Вещество должно составлять не менее одной третьей части. Только в таком случае удастся ощутить положительное воздействие. Сегодня электричество есть даже в самых отдаленных поселках нашей страны. Оно может использоваться не только для освещения, но также для отопления. Однако в таком случае придется потратить средства на покупки специального оборудования. Некоторые модели требуют правильной установки. Выбор одного из вариантов напрямую зависит от квадратуры дома, квартиры и климатических условий. Для экономии средств рекомендуется установить терморегуляторы. Автоматическая система может также снижать температуру в помещении ночью.

Монтаж изготовленного котла

Как происходит установка электрокотла своими руками? ТЭНовый котел можно устанавливать в любом удобном месте. В системах с принудительной циркуляцией его можно разместить контактами ТЭНа вверх – так прибор будет удобнее обслуживать. При естественной циркуляции ТЭН лучше развернуть вниз – этим будет обеспечен равномерный теплоотвод.

Если вы применили 3-фазный ТЭН, снимите с кнопок автомата объединяющую планку.

Это даст возможность включать нагреватель на 1/3 или 2/3 мощности, подавая, соответственно, одну или две фазы (для включения фазы на автомате нужно нажать соответствующую кнопку).

Индукционный котел предложенной конструкции можно применять только при наличии принудительной циркуляции.

Размещать его нужно не ближе 30-ти см по отношению к стенам и хотя бы в 80-ти см от пола или потолка. При более близком расположении металлические детали в строительных конструкциях будут нагреваться.

Монтаж изготовленного котла

Электродный котел рекомендуется подключать к батарее через диэлектрическую вставку, при этом корпус его нельзя заземлять.

Каждый из самодельных электрокотлов рекомендуется оснастить защитно-декоративным кожухом, который надо заземлить в обязательном порядке.

Приборы следует устанавливать с небольшим уклоном, чтобы внутри не скапливался воздух.

Отопительные приборы, работающие по принципу индукционного нагрева, пока еще не очень популярны, но постепенно завоевывают рынок. Как работают индукционные котлы отопления и как можно изготовить такой агрегат своими руками – этому посвящена следующая статья.

Какой линолеум выбрать под электрический теплый пол? Ответ на этот вопрос читайте в этой теме.

Автоматическое отключение

При любом отклонении от штатного режима защитные устройства в цепи питания котла должны максимально быстро отключить его. Схема автоматики электрокотла должна включать два защитных устройства:

Автоматическое отключение
Изображение Защитное устройство

УЗО (устройство защитного отключения, или, что правильнее, устройство дифференциального тока). Оно сравнивает токи на входе и выходе котла, регистрируя утечки свыше 30 миллиампер. УЗО срабатывает, в частности, при прикосновении домашнего животного или человека к клеммам оборудования и при прибое изоляции с утечкой тока на заземленные конструкции здания (например, на арматурную сетку фундамента).

УЗО срабатывает практически мгновенно: отключение питания занимает доли секунды.

Защитный автомат. Его задача — отключить питание при превышении уровня номинального тока. Это может произойти при коротком замыкании в проводке, при разрушении оболочки ТЭНа коррозией или при избыточном содержании солей в теплоносителе, с которым работает электродный котел. Скорость срабатывания зависит от отклонения тока от номинального значения и может варьироваться от 1-2 секунд до нескольких минут. Ток срабатывания автомата должен как можно меньше отличаться от максимального тока при штатной работе котла.

Например, автомат на 25А при однофазном питании (220 вольт) обеспечивает безопасную работу прибора мощностью 25х220=5500 Вт.

Автоматическое отключение

Схема подключения однофазного котла через автомат и УЗО.

Автоматическое отключение

Электрический щиток в моем доме. Слева направо: трехфазный автомат и УЗО в цепи питания котла.

Так называемый дифференциальный автомат выполняет функции обоих защитных устройств: он обеспечивает защиту и по дифференциальным токам, и по сверхтоку.

Автоматическое отключение

Подключение трехфазного прибора с защитой цепей питания дифференциальным автоматом.

Автоматическое отключение