Создание самодельного электродного котла своими руками: выбор материалов, схема монтажа + фото

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.

Индукционный агрегат

Принцип работы электрических агрегатов индукционного типа основан на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля, которое формируется электротоком.

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.

Требования к установке и эксплуатации

схема подключения котла

1. Установка такой системы требует монтажа вместе с ней автоматических воздухоотводных каналов, предохранительного клапана и манометра. За расширительной емкостью фиксируют запорную арматуру.
2. Котел, из-за особенностей своей работы, фиксируется только вертикально на собственное крепление.
3. При конструировании и монтаже такого агрегата, для его заземления применяется провод из меди толщиной от 4 мм и сопротивлением до 4 Ом. Его соединяют с нулевым клеймом, которое чаще всего находится на дне котла.
4. До монтажа самого теплогенератора, необходимо обязательно промыть отопительный трубопроводный контур, используя воду с добавлением особых средств. Если же этого не сделать или залить в нее сразу теплоноситель плохого качества, содержащий примеси, взвеси и прочие посторонние элементы, эффективность ее нагрева котлом значительно снизится, а расходы на электроэнергию вырастут.
5. Выбирая радиаторы для системы отопления, необходимо соотносить их с общим ее объемом, включающим весь литраж не только радиаторов, но и труб. Оптимальным соотношением является 8 л объема на 1 кВт мощности теплогенератора. При превышении этого порога, агрегату для нагрева теплоносителя придется дольше работать в активном режиме, а это увеличивает его энергозатраты.
6. Обустраивая отопление на электродах необходимо применять алюминиевые или биметаллические сплавы, так как в других материала больше примесей, снижающих электропроводность теплоносителя. В схеме системы открытого типа, необходимо монтировать радиаторы с полимерным внутренним покрытием, препятствующим попаданию воздуха и замедляющим их коррозию. Это не относится к контурам закрытого типа.
7. Применяя электродный теплогенератор, следует отказаться от монтажа чугунных радиаторов, содержащих разные примеси, что сказывается на его эффективности. Кроме того, чугунные элементы больше по объему, а значит, потребление электричества при их нагреве будет больше.

Выбирая электродно-ионизирующую систему, как и любую другую отопительную систему, прежде всего, основываются на ее мощности, которая должна соответствовать особенностям строения. К ним относится общая площадь и объем отапливаемых в нем помещений, объем теплоносителя в контуре и возможности и ограничения электросети.

На практике, каждый кВт мощности такого теплогенератора способен дать тепло в помещение площадью не больше 20 квадратных метров и объемом до 60 метров кубических при 40 литрах теплоносителя в отопительном контуре. В случае выбора двухконтурной системы отопления, мощность возрастает на четверть.

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях

Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

• сварочный аппарат;
• электроды;
• железный тройник;
• электродная изоляция (из полиамида);
• нулевой провод;
• муфта;
• клеммы заземления;
• труба соответствующих размеров из стали;
• изоляция для клемм.

Этап 2. Сборка ионного котла

Собираем котел

Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

Собираем котел

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Собираем котел

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Чертеж ионного котла

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Детали для сборки котла

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котлаСхема подключения котла

• воздухоотводчики;
• манометр;
• предохранитель.

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Монтаж котла электродногоМонтаж котла электродногоСхема подключенияСборка системы отопленияСборка системы отопленияСборка системы отопленияПолифосфатный фильтрНастройка электродного котла

Видео – Ионный котел своими руками

Другие важные моменты установки.

1. Котел устанавливается исключительно вертикально, что объясняется только особенностями функционирования. Крепежные элементы должны быть отдельными.
2. Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительность ионного котла существенно снизится.
3. Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
4. Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
5. Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводность рабочей жидкости.
6. Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.
7. От чугунных изделий следует отказаться вовсе, ведь примеси, содержащиеся в них в большом количестве, снизят производительность ионного котла. Также у таких батарей слишком большой объем, что повысит потребление электроэнергии.

Схема и система отопления с электрокотлом

Поскольку речь идет о замкнутом круге, по трубам циркулирует постоянный объем воды. При подключении электродных и индукционных электрических котлов необходим монтаж наружной обвязки. Установка электрокотла разрешена на стену из негорючего материала.
Особого упоминания при исследовании, какую схему отопления выбрать для частного дома, заслуживают теплые полы. Как показывает практика, рекомендуется производить подключение газовых котлов с электроникой через стабилизаторы напряжения.
При выборе подобной системы следует иметь в виду, что в самой дальней комнате батарея будет практически холодной. Если их будет слишком много, то последние по ходу движения теплоносителя практически не будут излучать тепло.
По сути, чтобы превратить открытый контур в герметичный достаточно установить мембранный расширительный бак вместо обычного.
Отсутствие кранов и фитингов делает такую систему также самой практичной по причине минимизации риска возникновения протечек или прорывов воды. Если все-таки ее приходится делать самостоятельно, то нужны уже собранные распределительные узлы.
Мощность такого оборудования составляет ,2 кВт в час. Именно поэтому котлы на угле и дровах пользуются такой высокой популярностью.
В итоге для строительства системы нам потребуется один котел, несколько радиаторов обычно их количество равно числу окон и арматура для трубопровода с сопутствующими фитингами. Обвязка отопительного котла — процесс подключения нужного оборудования.
ОТОПЛЕНИЕ дома за 1 ДЕНЬ Твердотопливный КОТЕЛ

Как устанавливать подоконник: пошаговая инструкция, особенности монтажа и рекомендации

Работа электродного котла

1. После заливания жидкости в «стакан», нужно дождаться окончания кипения воды. Образующийся пар постепенно поднимется по желобу трубы и начнет отдавать тепловую энергию. После этого частицы пара превратятся в воду и стекут вниз по наклоненной трубе. В результате, вода попадет снова в «стакан». По завершении первого цикла, начнется второй, третий и т.д. Отопления отличается своей экономичностью. Если необходимо создать большой обогревательный объем, то небольшие по размерам котлы прекрасно справятся с задачей.
2. При обогревании больших по площади помещений, рекомендуется оборудовать несколько электродных котлов. При этом специального разрешения на установку котлов не требуется.

Изготовление своими руками

Постройка котла состоит из двух этапов — проектирование и сборка.

Проектирование и подготовка чертежа

​

На этапе проектирования определяют:

1. Вид котла. Разница в КПД котлов небольшая, поэтому лучше выбрать проверенную годами ТЭНовую схему.
2. Мощность котла. Определяется по сумме мощностей нагревателей и зависит от теплопотерь помещения, а также тепловой мощности батарей.
3. Общую схему и рисуют проект.

Поиск и подготовка

Для нашей конструкции потребуется обрезок трубы 150 мм диаметром, две заглушки, электронагреватели, штуцера для входа/выхода теплоносителя, подключения нагревателей и клапана развоздушки.

Обработка материалов

Трубу требуется герметично заварить, подключить штуцера. Для этого обращаемся к знакомым сварщикам. Задача облегчается, если есть корпус от огнетушителя — он выполнен из стойкой к коррозии стали, толщина и габариты вполне подойдут. Остается только приварить резьбовые соединения.

Чтобы собрать электрический котел, нам потребуются:

1. Инструменты: разводные и рожковые сантехнические ключи, отвертка и индикатор электричества.
2. Расходники: уплотнительные прокладки, льняная пакля или фум-лента.

Сборка идет по логическим этапам:

• Присоединение ТЭНов в корпус. Желательно, чтобы они располагались в нижней части — так нагрев будет равномернее.
• Монтаж к стене. Для этого заранее привариваются монтажные кронштейны. Можно воспользоваться стяжными хомутами.
• Подключение к системе отопления. Все соединения должны быть с кранами — это облегчит снятие электрического котла в случае ремонта.
• Присоединение к контактам ТЭНа электрических проводов. Подключать лучше через регулятор мощности.
• Обязательно заземлить корпус. Это исключит поражение электрическим током в случае «пробоя» изоляции нагревателя.

Испытания

Котел запускается только на заполненной системе отопления

При проверке особое внимание стоит уделить целости контактов, наличия электрического «пробоя». Для этого потребуется индикатор

Если при присоединении проводов лампочка индикатора светится — отключаем прибор и проверяем, где произошла утечка тока.

Как работает датчик тяги в газовом котле

Датчики тяги могут иметь разное строение. Это зависит от того, в какой вид котла они установлены.

На данный момент есть два типа газовых котлов. Первый – котел с естественный тягой, второй – с принудительной.

Типы датчиков в котлах разного вида:

Если у вас котел с естественной тягой, то вы могли обратить внимание, что камера сгорания там открытая. Тяга в таких устройствах обустраивается с помощью правильных размеров дымохода. Датчики тяги в котлах с открытой камерой сгорания изготавливается на основе биометаллического элемента

Это устройство представляет собой пластину из металла, на которую прикреплен контакт. Оно устанавливается в газовом тракте котла и отзывается на изменение температуры. При хорошей тяге, температура в котле остается достаточно низкой и пластина ни как не реагирует. Если тяга станет слишком низкой, то температура внутри котла повысится, и металл датчика начнет расширяться. Достигнув определенной температуры, контакт отстанет, и газовый клапан закроется. Когда причина поломки будет устранена, газовый клапан придет в нормальное положение.
Те, у кого котлы с принудительной тягой, должны были заметить, что камера сгорания в них закрытого типа. Тяга в таких котлах создается за счет работы вентилятора. В такие устройства установлен датчик тяги в виде пневмореле. Он следит и за работой вентилятора, и за скоростью продуктов сгорания. Такой датчик изготовлен в виде мембраны, которая прогибается под воздействием дымовых газов, которые возникают при нормальной тяге. Если поток становится слишком слабым, то мембрана перестает выгибаться, контакты размыкаются и газовый клапан закрывается.

Датчики тяги в котлах с открытой камерой сгорания изготавливается на основе биометаллического элемента. Это устройство представляет собой пластину из металла, на которую прикреплен контакт. Оно устанавливается в газовом тракте котла и отзывается на изменение температуры. При хорошей тяге, температура в котле остается достаточно низкой и пластина ни как не реагирует. Если тяга станет слишком низкой, то температура внутри котла повысится, и металл датчика начнет расширяться. Достигнув определенной температуры, контакт отстанет, и газовый клапан закроется. Когда причина поломки будет устранена, газовый клапан придет в нормальное положение.
Те, у кого котлы с принудительной тягой, должны были заметить, что камера сгорания в них закрытого типа. Тяга в таких котлах создается за счет работы вентилятора. В такие устройства установлен датчик тяги в виде пневмореле. Он следит и за работой вентилятора, и за скоростью продуктов сгорания. Такой датчик изготовлен в виде мембраны, которая прогибается под воздействием дымовых газов, которые возникают при нормальной тяге. Если поток становится слишком слабым, то мембрана перестает выгибаться, контакты размыкаются и газовый клапан закрывается.

Датчики тяги обеспечивают нормальную работу котла. В котлах естественного сгорания, при недостаточной тяге, могут наблюдаться симптомы обратной тяги. При такой проблеме продукты сгорания не выходят на улицу через дымоход, а возвращаются обратно в квартиру.

Существует ряд причин, по которым может сработать датчик тяги. Устранив их, вы обеспечите котлу нормальную работу.

Из-за чего может сработать датчик тяги:

• Из-за засорения дымохода;
• При неправильном расчете размеров дымохода или некорректной его установки.
• Если сам газовый котел был установлен неправильно;
• Когда в котле с принудительной тягой был установлен вентилятор.

При срабатывании датчика, нужно в срочном порядке найти и устранить причину поломки. Однако не вздумайте принудительно замыкать контакты, это не только может привести к выходу из строя устройства, но и опасно для вашей жизни.

Газовый датчик защищает котел от поломки. Для лучшего анализа вы можете приобрести газоанализатор воздуха, он сразу сообщит о проблеме, что позволит быстро ее устранить.

Перегрев котла грозит поступлением в помещение продуктов горения. Что может оказать негативное влияние на здоровье вас и ваших близких.

Блиц-советы

1. Организуя отопление помещения при помощи агрегата на электродах, можно сэкономить трижды: во-первых, на эксплуатации самого устройства благодаря его экономичности; во-вторых, на его установке, выполнив ее самостоятельно, следуя простым инструкциям и, в-третьих, соорудив его из собственных деталей. Второй и третий варианты позволяют сэкономить до половины затрат на сооружение отопительной системы, но не предусматривают гарантий на работоспособность и эффективность оборудования.
2. Для отопления больших по площади зданий, имеющих несколько этажей, рекомендуется использовать не 1 сверхмощный дорогой теплогенератор, а 2 или 3 устройства, соединенных между собой в 1 систему отопления.

Инструменты для установки столбов

Вам могут понадобиться следующие инструменты:

Лопата. Этот инструмент может пригодиться для выкапывания отверстий под столбы и прочих работ с землёй.

Бур. Можно использовать только ручной бур, который желательно удлинить настолько, чтобы его хватало для проделывания отверстия необходимой длины. А для ускорения процесса не помешает мотобур.

Сверло. Если на линии будущего забора у вас мягкий податливый грунт, то вам могут не понадобиться какие-то дополнительные приспособления для выкапывания отверстий под столбы. Тем же, кто в такой работе сталкивается с трудностями, может помочь секрет повышения эффективности «дыропроизводства». Сначала можно делать предварительные отверстия в почве с помощью большого сверла. Оно даёт возможность не только забуриваться в глубину, но и разрыхлять грунт, чтобы облегчить работу бура. Для этого сверло нужно удлинить на нужную величину с помощью приваривания к нему подходящего штыря.

Дрель. Для использования удлинённого сверла не помешает хорошая мощная дрель. Хотя без неё можно обойтись, если приварить сверло к ручке (как у бура). Это позволит использовать его вручную. Правда, данный вариант более трудоёмок и требует больше времени для бурения отверстий.

Рулетка. Без неё точно не обойтись. Этот строительный инструмент необходим для различных измерений в процессе подготовки и установки заборных столбов.

Отвес. Это незаменимый помощник в строительном деле. Его можно соорудить из тонкой верёвки и металлического наконечника. Невероятно простая и древняя вещь до сих пор прекрасно работает, помогая всем – и новичкам, и профессионалам. Отвес позволяет определить точное место для отверстий под столбы, если повесить его на натянутую проволоку/верёвку/леску, обозначающую будущую линию забора.

Уровень

Данный инструмент помогает устанавливать столбы идеально ровно, что важно не только для эстетики, но и с точки зрения законов физики. Вертикально расположенные столбы направляют всю тяжесть забора вниз

В результате она не воздействует на столбы (не наклоняет их). Для установки заборных столбов можно использовать любой строительный уровень. Но удобнее всего две их разновидности: прямой с магнитами (легко крепится на металлическом столбе) и угловой (выпускается специально для такой работы).

Проволока, верёвка или леска (струна). Эти помощники являются незаменимыми. Во-первых, они натягиваются от одного края до другого, показывая, где будет проходить линия забора. Во-вторых, используя отвес, с их помощью можно точно намечать места под столбы. Струну нужно натягивать не по низу, а по верхнему уровню столбов.

Металлический штырь. Данный инструмент может понадобиться для обозначения мест бурения отверстий. Если вы хотите пометить сразу несколько таких точек, можно взять соответствующе количество штырей или деревянных палочек (отмеченные на почве углубления могут быть чем-то засыпаны, поэтому воткнутые штыри надёжнее).

Молоток и кувалда. Эти инструменты тоже могут понадобиться в данном виде работ. Молоток – для забивания штырей в землю, отгибания вырезанных креплений на столбах и других работ. Кувалда для забивания арматуры и столбов.

Доска. Вам понадобится деревянная доска длиной 150 см и шириной 5 см. Она нужна для того, чтобы трамбовать бетон. Вместо неё можно взять подходящую палку достаточной толщины или металлический стержень с «пяткой» на конце.

Металлический жёлоб. Он может понадобиться для заливки бетонной смеси внутрь пластиковой трубы, которая используется в одном из способов бетонирования. Жёлоб легко сделать из тонкого металла (например, оцинковки).

Болгарка. С её помощью можно делать надрезы на металлических столбах для лучшего сцепления столба с бетоном.

Электро- или газосварка. Она может понадобиться для приваривания необходимых элементов к столбам.

Ковш из бутылки. Этот самодельный инструмент позволит вычерпать воду из проделанного отверстия в местах с близко расположенными грунтовыми водами. Такой ковш сделать очень просто: берётся пластиковая бутылка, разрезается сбоку в центральной части в виде круга или овала и надевается открытым горлышком на горячую металлическую трубу. Второй вариант крепления – бутылка приматывается скотчем к обычной деревянной палке, на которую надевается горлышко.

Воронка. Она может понадобиться для заполнения металлического столба бетонной смесью. Воронку можно сделать из большой пластиковой бутыли из-под воды.