Как сделать самодельный электрический котел

Обогрев важен совершенно в любом частном доме. Соответственно, людям необходимо приобретать очень сложные отопительные системы, имеющие немалую цену. Монтаж стандартных печей постепенно уходит в прошлое.

Выбор вводного автомата и пускателей

Принципиальная схема автоматики электрокотла всегда начинается с подачи напряжения через вводной автомат.

Электрическое отопление подразумевает, как правило, наличие трехфазного ввода 380В. Значит и автомат должен быть трехполюсным.

Обратите особое внимание, это должен быть именно один трехполюсный выключатель, а не три отдельных однополюсных.

При КЗ и повреждении греющего элемента любой фазы, защита должна прекращать подачу напряжения по всем фазам.

После вводного автомата фазные проводники нужно разделить.

Делается это на электромагнитных пускателях.

Именно на них и ложится основная работа по автоматической коммутации Автомат то вы включаете и выключаете ручками, а пускатель будет это делать без вашего участия, на основе подачи управляющего напряжения от соответствующих датчиков.

При этом в отличие от автомата, покупайте три отдельных однофазных модульных пускателя. Старые модели типа ПМЛ, ПМА, КМИ здесь не подойдут. И дело вовсе не в их шумной работе и громких щелчках.

Модульный трехфазный экземпляр в едином корпусе, тоже будет не пригоден для нашей схемы.

Самое главное преимущество однофазных – возможность ручной и очень простой регулировки мощности электрокотла. Подробнее об этом будет сказано ниже.

К силовым клеммам каждого контактора, как раз-таки и подключаются нагревательные элементы (ТЭН, электроды) котла отопления.

Механизм смены ТЭНа в самодельном электрическом котле где ТЭНы сверху. Преимущество

Работа горячего котла останавливается, закрывают краны подачи и обратка. Вода остывает, жидкость уменьшается в объеме, давление падает. ТЭНы выкручиваем, вынимаем. Взамен сгоревшего ТЭНа вставляем новый. Потеря теплоносителя системы минимальная практически никакой нет.

Если ТЭНы стоят снизу, то вы сами понимаете, что придется сливать через нижний кран всю жидкость из сосуда. Это очень неудобно и потребуется добавить Незамерзайку в котел.

За годы работы самодельного котла редко требуется замена ТЭНа. Мощность ТЭНов подбираете самостоятельно. Можно установить реле времени для работы ТЭНа во время дешевых тарифов на электроэнергию.

Описанный самодельный электрический цилиндрический котел рекомендуется использовать, как дополнительный в качестве поддержки теплосистемы в загородных домах и дачах. А если основной, то нужно установить в нем предельный и рабочий термостаты. Один из них поддерживает температуру на нужном уровне, другой не дает закипеть котлу если будет сбой в автоматике.

В качестве основного котла лучше использовать другой котел на основе описанного выше, но модернизированный. Усовершенствованный котел сваривается из трех и более цилиндрических труб параллельно друг другу. На средний дом или дачу хватит 3-х таких звеньев. В каждом цилиндре находится ТЭН. ТЭНы так же вставляются сверху. Снизу слив воды. В котле вы так же можете изменить управление. Добавить предельный термостат, контрольно-измерительные приборы. И в этот котел вы можете встроить систему DSM-модуль Кситал включить и выключить модуль по смс. Такое управление очень удобно: когда вас нет вы можете уменьшить температуру до 5 — 7 градусов тепла, а по возвращению домой или на дачу послать смс и повысить температуру котла для того чтобы дом нагрелся к вашему приходу до 16 градусов тепла и выше. Это очень удобно для дач и загородных домов. Вы экономите свои ресурсы в то время, когда вас нет в здании.

В целом самодельный электрический котел полностью устраивает тех, кто им уже пользуется. Он зарекомендовал себя с положительной стороны как в работе, так и в обслуживании. Если у вас есть желание и возможность, то можете попробовать смастерить электрический котел сами.

Читайте также:  Как сделать отопление в частном доме - подробное руководство

Основные требования к конструкции самодельного отопителя

В классическом виде нагревательный агрегат, от которого будет работать домашнее отопление, состоит из следующих элементов:

  • топочная камера (бункер) для сжигания дров, угля, топливных брикетов;
  • колосники, через которые осуществляется подача в камеру сгорания воздушной массы;
  • теплообменник трубчатого типа или накопительная емкость для котловой воды;
  • дымовая труба для вывода наружу продуктов горения топлива;
  • регулятор тяги.

Важное требование, которое придется учитывать ещё на стадии проектировании котла, это размеры топочной камеры. Топка автономного твердотопливного котла должна быть просторной, вместительной. Конструкция камеры сгорания рассчитывается таким образом, чтобы помещенное в нее топливо сгорало полностью без дополнительного перемешивания. Кирпичные котлы в этом плане предпочтительнее, так как кирпич имеет меньшую теплопроводность, что обеспечивает в керамической топке более высокую температуру горения, чем в металлическом агрегате.

Топочная камера должна быть устроена таким образом, чтобы максимально концентрировать тепловую энергию на нагреве теплообменника.

Топка из стали котла на твёрдом топливе

Следующим, не менее важным аспектом при конструировании нагревательного оборудования, является теплообменник твердотопливного котла. От конструкции этого элемента, качества материала и исполнения зависит КПД котельного оборудования. Название теплообменника определяется материалом его изготовления — чугунный или стальной. Теплообменные змеевики этих агрегатов — трубчатые конструкции с вертикальным или горизонтальным расположением труб в обиходе часто называют водяными рубашками.

Чугунные теплообменники рассматривать не будем, так как это литая конструкция, изготовление которой в домашних условиях невозможно. Однако можно использовать готовые узлы из чугуна, снятые со старых агрегатов, демонтированных в силу каких-то причин. Такая замена распространена, когда выполняется модернизация твердотопливного котла или его ремонт.

Для изготовления стального теплообменника используют толстостенные трубы. Нужную конфигурацию трубе придают её гибкой под нагревом либо использованием отводов или полуотводов соответствующего диаметра, соединяемых с фрагментами змеевика электросваркой.

Схема установки змеевика для твердотопливного агрегата традиционного типа даст полное представление о том, как должен выглядеть теплообменник и в каком положении лучше его установить.

Эскиз одного из вариантов расположения трубного теплообменника в корпусе: виды сбоку

Каким должен быть самодельный электродный котел

Устройство и принцип работы электродного электрического котла.

Построен данный котел может быть по-разному. Наиболее простым вариантом является установка ТЭНа в комплекс отопления. В таком случае необходимо, чтобы трубопровод, в котором будет размещен прибор, был довольно толстым. Трубу подбирают в зависимости от размера нагревательного компонента.

Существует и другая вариация со съемной трубой. Это замечательное решение, которое может потребоваться в случае быстрой замены ТЭНа либо его срочной починки. Создание котла таким способом является более сложным, однако превосходная мобильность и универсальность комплекса все компенсируют.

Почему стоит выбирать электрический котел?

Проблема отопления загородного дома вполне решаема установкой самодельного электрического котла. Выбор в его пользу можно очень просто объяснить. Далеко не каждый поселок снабжается газом, в то время как электричество есть практически везде.

Если говорить о других видах топлива, то с ними могут возникать проблемы. Электроэнергия, в свою очередь, подается круглосуточно. Потребление газа, может, и обойдется дешевле, однако не настолько, чтобы полноценно исключать применение других видов топлива.

Более того, электрокотел для отопления является более дешевым, нежели стандартный заводской. Он получает питание от сети дома, чем обеспечивает довольно высокий уровень безопасности в сравнении его с прочими видами подобного оборудования. В работе он практически не производит шума, и его легко контролировать.

Помимо всего прочего, регистрация и оформление всех необходимых бумаг в случае с электрическим котлом происходит намного проще, чем в случае с другим отопительным оборудованием. Для этого необходимо куда меньше различных документов и согласований, чем, к примеру, для газового котла. Тем не менее не стоит забывать о том, что еще до начала работ по монтажу обязательно стоит согласовать ваш прибор со специализированной эксплуатационной организацией.

Достоинства электрокотла в частном доме

Сравнительная таблица средне-статистического потребления электроэнергии электродным и ТЭНовым электрическими котлами.

Наиболее важным преимуществом подобного устройства является его способность работать круглые сутки. Монтировав на него вспомогательное оборудование, вы обеспечите поддержку конкретного уровня температуры теплоносителя в комплексе, выставляемого при помощи регулятора.

Читайте также:  Варианты фольгированных утеплителей для бань

Более того, такое устройство исключает риск возможного перегрева котла.

В итоге использование подобной автоматической системы значительно сэкономит потребляемое количество электроэнергии. Еще одно важное преимущество данного теплового устройства – это его сравнительно невысокая цена и высокая надежность.

Электрокотел не загрязняет окружающую среду вредными веществами и является экологически безопасным. В нем отсутствует открытый источник огня, а значит, и продукты сгорания. Ввиду этого он не нуждается в дополнительном оборудовании дымохода, что в разы упрощает его монтаж.

Ныне создать электрокотел самостоятельно можно весьма просто, экономя при этом денежные средства. Главное – подходить к процессу установки очень ответственно. Это вдвойне касается сварки труб, поскольку при некачественной работе может случиться утечка воды из комплекса и нарушиться изоляция. Если вы не обладаете достаточными навыками по сварке, то рациональнее будет обратиться за помощью к профессионалу.

Тем не менее если сборка самодельного котла вам под силу, то вы получите еще и безопасный аппарат, который будет достаточно долго приносить тепло в ваш дом.

Как рассчитать мощность

Целесообразность установки отопительного котла того или иного типа определяется условиями его эксплуатации и площадью помещения. На основании этих данных рассчитывают минимальную мощность и стоимость эксплуатации за отопительный сезон или целый год.

Формула мощности: W=We*S (кВт);

  • W – это оптимальная мощность нагревательной установки;
  • We – удельная мощность для единицы площади, зависит от региона (южные районы порядка 0,05–0,07, северные и центральные – до 0,2);
  • S – общая площадь (м2);

Могут вводиться дополнительные поправочные коэффициенты для разных типов зданий и кровли:

  • крыша без теплоизоляции – 0,25;
  • нет наружного стенового утеплителя – 0,35;
  • сквозняки или мощная вентиляция – 0,15.

Эти и другие поправки содержатся в справочной литературе, а также соответствующих ГОСТах.

Это важно! Получив необходимое значение мощности котла, сравните его с максимально возможной нагрузкой на электрическую сеть в доме. Гаражные и садовые кооперативы имеют слабые сети и не способны питать мощные нагревательные приборы.

Подсоединение устройства к системе отопления

Установка котла сопровождается его надежной фиксацией к стене. ТЭНовые устройства следует подвесить на уровне в 1,5 м от поверхности пола или больше. Если же речь идет о других двух разновидностях оборудования, то их можно установить ниже, насколько это будет удобно для выполнения обвязки. Две последних разновидности теплогенераторов устанавливаются вертикально.

Подключить ТЭНовый котел с циркуляционным насосом и автоматикой безопасности к отоплению очень просто. Выходные патрубки должны быть подсоединены к трубопроводам с помощью шарового крана, который снабжается американками для удобства. К обратной магистрали подсоединяется мембранный расширительный бак, на ней устанавливается сетчатый фильтр, который еще называется грязевиком. Для его удобного очищения перед грязевиком следует установить дополнительный шаровой кран. Это позволит исключить необходимость опорожнения всей системы.

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.

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.

Читайте также:  Альтернатива газовому отоплению: рассмотрим доступные варианты

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

Принцип работы

Принцип действия этого оборудования основан на нагревании воды в системе при помощи тепла от сжигания топлива. Подробно процесс работы представлен такими этапами:

  • в камеру сгорания загружается топливо. К слову, в виде него могут использоваться торфяные брикеты, уголь, дрова, пеллеты, опилки и прочее;
  • нагретый воздух поднимается вверх и выводится через дымоход;
  • в процессе движения этот воздух нагревает теплообменник, а он осуществляет нагрев воды;
  • нагретая вода вытесняет из системы холодную — происходит циркуляция и остывшая вода возвращается в область теплообменника.

Объём камеры сгорания должен соответствовать номинальной мощности оборудования или же максимальной отапливаемой площади. Это прямая зависимость.

На практике ещё придётся учитывать сезонность, пики потребления горячей воды, функциональную сложность системы отопления или горячего водоснабжения. Камера отвода горячих газов выполняет функции выходного коллектора, который выводит продукты горения по дымоходу.

Достоинства и недостатки полипропиленовых труб

Металлические трубы используются в автономных отопительных системах все реже и реже. Их место занимают собратья из полипропилена. Они отличаются простотой в монтаже и стойкостью к высокой температуре. Трубы легко спаиваются и режутся, не менее легко закладываются прямо в стены или в полы. В случае поломки на замену поврежденного участка уйдет минимум времени. Если монтаж выполняется с нуля, то при использовании труб из полипропилена сроки проведения работ значительно сокращаются.

Существуют различные размеры труб из полипропилена. Диаметр подбирается исходя из мощности и размеров вашей отопительной системы.

В чем заключаются преимущества труб из полипропилена?

Достоинства и недостатки полипропиленовых труб
  • Достаточная прочность для работы в автономных системах – пластиковые трубы выдерживают давление до 10 и выше атмосфер, не лопаясь под его воздействием;
  • Стойкость к высоким температурам – комбинированные трубы, сделанные из пластика и алюминия, способны работать при температуре теплоносителя до +95 градусов. Также допускается кратковременное превышение максимально возможной температуры;
  • Отличное прохождение теплоносителя – внутренняя поверхность пластиковых труб очень гладкая, поэтому протеканию теплоносителя ничто не мешает;
  • Отсутствие коррозии – если сталь боится ржавчины, то пластику она не страшна. Они не портятся и не ржавеют, сохраняя свои свойства долгие десятилетия;
  • Продолжительный срок службы – производители уверяют, что полипропиленовые трубы служат по 40-50 лет и даже больше;
  • Стойкость к солям и агрессивным компонентам – полипропилен спокойно реагирует на повышенную кислотность теплоносителя, не разрушаясь и не портясь;
  • Легкость в монтаже – отопительную систему можно запросто смонтировать самостоятельно, без посторонней помощи.

Список достоинств довольно большой, поэтому полипропиленовые трубы и получили столь широкое распространение.

К сожалению, трубы из полипропилена обладают и недостатками:

  • Наличие теплопотерь – за это придется расплачиваться дополнительными расходами на отопление. В некоторых случаях проблема решается с помощью дополнительной теплоизоляции, накладываемой сверху;
  • Нужно научиться правильному монтажу – тем, кто привык работать с металлическими трубами, придется обучаться принципам их монтажа из полипропилена.

Аварийная обвязка

Как бы ни была реализована обвязка двухконтурной схемы, в ней непременно должны присутствовать способы контроля и управления системой на случай непредвиденных аварийных ситуаций. Чаще всего это – внезапное отключение электричества.

В некоторых случаях проблему временного отсутствия электропитания может решить использование дополнительных аккумуляторов и источников бесперебойного питания.

Однако в случае если аккумуляторы используются достаточно редко – их периодически следует проверять, и в случае необходимости – заряжать.

Если принцип работы электрического котла отопления предполагает, что в системе задействована исключительно водопроводная вода (что бывает редко), то важно учитывать, что нередко при отключении электричества водоснабжение также прекращается. И вспомогательные аккумуляторы не помогут восстановить количество теплоносителя.

Иногда на случай аварийных ситуаций создается вспомогательный контур с естественной циркуляцией теплоносителя. Как правило, он значительно меньшего размера и охватывает лишь часть помещений.