Как сделать электрический котел для отопления дома своими руками

Сделать электрокотел своими руками — значит хорошо сэкономить семейный бюджет. Во-первых, его производство почти в 3-4 раза дешевле покупки и установки заводского отопительного прибора. Во-вторых, вы сами можете регулировать отапливаемую площадь дома с точностью до квадратного метра.

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.

Электрический котел: особенности конструкции, необходимые компоненты

Принципиальная схема котла на ТЭНах.

Наиболее важная часть совершенно любого электрокотла – это ТЭН (трубчатый электронагреватель), преобразующий электрическую энергию в тепловую. Котел может быть создан с использованием трубы из металла или чего-то металлического, что даст возможность обеспечить полость достаточными размерами. Помимо этого, электрический котел включает вспомогательные компоненты: датчики, регуляторы и прочие.

Нынешние электрокотлы оборудуются специальным баком расширения, циркуляционным насосом, фильтром и предохранительным клапаном.

Однако не стоит хвататься за первую попавшуюся возможность и приобретать уже готовые решения, ведь есть возможность выполнить самодельный электродный котел отопления. Для этого необходимо четко понимать конкретные нюансы процесса, связанные с электрической составляющей работы.

Электрический котел функционирует, как и любой прочий котел, использующий альтернативный вид топлива. ТЭН нагревает воду, которая впоследствии обогревает радиаторы. В этом нет ничего сложного, и все происходит по одной четкой схеме.

Циркуляция жидкости может осуществляться как естественно, так и благодаря специальным насосам. Если же в доме оборудуются электрические котлы, то рациональней позаботиться о естественной циркуляции воды, а не использовать насосы. Это является еще одним аргументом в пользу надежного и экономного использования электричества.

Самодельный электрокотел, как и фабричный его аналог, должен обязательно оборудоваться:

  • специальным предохранительным клапаном;
  • фильтрами;
  • расширительным бачком;
  • насосом для обеспечения циркуляции воды в комплексе.

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.

Совет второй

Выбирайте электрокотёл с возможностью поддерживать дополнительные контуры и коммуницировать с буферными ёмкостями отопления. Сегодня на рынке уже есть электрические котлы, которые могут поддерживать до восьми дополнительных контуров и управлять ими. Соответственно, не придётся тратиться на организацию сложной системы, так как эти теплогенераторы самостоятельно и эффективно решают задачи по нагреву горячей воды, поддержке линии рециркуляции ГВС, коммуницируют с буферными ёмкостями.

Совет второй

Пример размещения электрокотла в кухне-гостиной

Читайте также:  Вертикальный коаксиальный дымоход для газового котла

Важно! Эксперты предупреждают, что использование в качестве теплоносителя антифриза не поможет сэкономить. При подключении накопительного резервуара этой жидкостью потребуется заполнить весь объём буферной ёмкости, что может существенно ударить по кошельку.

Совет второй

Выбирая электрический котел для дома, обязательно проконсультируйтесь у специалистов

Особенности подключения

Монтаж электрокотла не влечёт за собой сложных работ, однако стоит учитывать рекомендации по установке. Если выполнить правильную обвязку котла, то его можно разместить в любом месте дома и при этом он будет эффективно работать.

Электрокотлы подходят для использования в разных системах циркуляции. Оборудование и подающий трубопровод нужно размещать в нижней точке отопительной системы, что способствует лучшему прогреванию радиаторов.

Котёл также требуется заземлить. Использование нулевой фазы исключается, так как автоматика определяет это как короткое замыкание.

Кроме правильного монтажа котла и подбора качественных комплектующих необходимо его профессиональное обустройство. Если обвязка выполнена по правилам, то она обеспечит минимальную разность температур между подачей и обратом.

Как сделать ТЭНовый котел

Если вас интересует, как сделать электрокотел отопления на 220в своими руками, то следующая инструкция по сборке поможет в этом разобраться:

Как сделать ТЭНовый котел
  1. Чтобы самодельный прибор правильно подключить к отопительной системе частного дома, нужно изготовить специальные патрубки. Для этого подготавливают три стальные трубы. Должны получиться два отрезка сечением 1,25 дюйма и один отрезок диаметром 3 дюйма.
  2. После этого изготавливаем емкость под бак. Для этого понадобится труба большого диаметра. В этом баке будет происходить нагревание теплоносителя. С этой целью в заранее заготовленном отрезке трубы сбоку вырезают два отверстия. Их края хорошо зачищают от заусениц и зазубрин. К этим отверстиям приваривают два ранее заготовленных патрубка. Затем из куска листовой стали вырезают два круга. Их диаметр должен на 2-3 мм быть больше диаметра трубы под бак. Эти круглые заготовки приваривают к торцам нагревательной емкости. Места сварки хорошо зачищают и отшлифовывают.
  3. В одном из кругов, приваренных к торцу, прорезают отверстие диаметром 1,25 дюйма. К этому отверстию приваривают патрубок с таким же сечением. В дне этой цилиндрической конструкции прорезают еще два отверстия. Их края тоже тщательно зачищают и шлифуют. В эти два отверстия вставляют первый нагревательный элемент. Дополнительный ТЭН будет устанавливаться в ранее приваренный патрубок с другого торца.
  4. Затем изготовленный котел нужно подключить к отопительной системе сооружения. Для подключения используем два патрубка в боковой части, которые были приварены на первом шаге.
  5. Теперь в патрубок на верхней части бака устанавливаем второй нагревательный элемент. Его мощность должна быть чуть меньше, чем у основного ТЭНа. Однако дополнительный ТЭН должен иметь терморегулятор, чтобы регулировать температуру теплоносителя.
  6. После проверки правильности соединения всех деталей самодельный тэновый котел готов.
Как сделать ТЭНовый котел

Как сделать ТЭНовый котел

Совет! Чтобы подключить самодельную конструкцию к электроснабжению, лучше воспользоваться помощью специалиста, поскольку без наличия опыта провести работы правильно и главное безопасно не выйдет.

Как сделать ТЭНовый котел

После подключения электрокотла к сетям электроснабжения проверяют его работоспособность и правильность работы всей отопительной системы. Для оценки температуры теплоносителя стоит воспользоваться мультимером. Температура воды в трубах после выхода из котла должна быть в пределах 70 градусов.

Как сделать ТЭНовый котел

Как сделать ТЭНовый котел

Пеллетный тип котла

Принцип работы пеллетного котла

Этот вид котельной установки более автоматизирован и менее прихотлив в уходе в процессе эксплуатации. Пеллеты представляют собой гранулированную древесину, для изготовления которой используются опилки и стружка. Поскольку этот материал сыпучий, их подача в камеру для сгорания осуществляется автоматически с помощью шнека, или бункера.

Пеллеты У вас могут возникнуть трудности при изготовлении такого котла из-за отсутствия определенного электрического оборудования: электрического двигателя для обеспечения работы шнека, или бункерной заслонки.

Работа пеллетного котла выполняется таким способом, при котором отпадает необходимость в растопке или добавлении топлива. На это влияют габариты бункера. Благодаря принципу работы котельной установки можно контролировать количество выделяемого тепла, за счет количества подаваемых пеллет в топку.

Эти два вида котлов являются оптимальными для собственноручного изготовления. На каком из них останавливать свой выбор, решать вам. Это определяется многими факторами, главным из которых является необходимость в тепле и наличии определенного вида топлива, которое вы будете применять.

При любом варианте необходимо строго следовать технологии и соблюдать правила безопасности.

Как рассчитать мощность электрокотла для дома?

Мощность – одна из основных характеристик котла. Зная этот показатель, вы сможете определить, подходит ли вам модель отопительного устройства. В упрощенном варианте при расчете необходимой мощности учитывается площадь помещения и климатические условия конкретного региона:

W = Wудел. х S / 10, где

W – рассчитываемая мощность, кВт;

Читайте также:  Можно ли установить газовый котел на кухне в частном доме?

S – площадь помещения, м2;

Wудел. – удельная мощность отопительного оборудования, требуемая для обогрева каждых 10 м2 помещения, кВт/м2.

Последняя величина для средней полосы приблизительно равна 1,2 – 1,5 кВт, для северных районов – 1,5 – 2,0 кВт, а для южных – 0,7 – 0,9 кВт.

Для двухконтурных котлов получившееся значение мощности необходимо увеличить в среднем на 25%. Так как КПД электрического генератора тепла близок к 100%, мощность прогрева равна электрической мощности. В среднем электрокотел потребляет 6 кВт.

Для более точного расчета можно воспользоваться автоматическими калькуляторами.

Вычисленная мощность поможет не только в выборе оборудования, но и в расчете годового расхода электричества.

  1. Умножьте мощность на количество часов, когда отопительное оборудование будет работать непрерывно.
  2. Полученную величину разделите на 2, так как прибор не будет все время работать на пределе.
  3. Суточный расход умножьте на 30 (среднее количество дней в месяце) и на 7 (отопительный период в месяцах).

Это приблизительный показатель готового расхода электроэнергии. Он может отличаться от истинного значения примерно на 15%. Если стоимость не напугала вас, то можно приступать к покупке материалов и оборудования и их подключению.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Монтаж электрокотла на стену

  1. Очистите стену от пыли и грязи.
  2. Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.

  3. Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
  4. Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.
Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

В зависимости от модели, крепежные элементы могут незначительно отличаться. При монтаже моделей Protherm Скат нужно закрепить монтажную планку, а затем просто подвесить на нее котел. Подробный алгоритм всегда указан в инструкции.

Как выбрать внешний термостат для электрокотла и экономить на отоплении до 30% каждый месяц

Организация обвязки

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.

Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, приведенных выше.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению
  1. Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
  2. Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности.

На схемах обвязки электрокотла изображены не все отсекающие запорные краны, которые желательно устанавливать перед и после каждого элемента обвязки, чтобы в случае неисправности его можно было заменить, не спуская воду со всей системы отопления. Для надежности конструкции закрепляйте раскачивающиеся участки к стене с помощью жгутов. Все резьбовые соединения рекомендуется проводить с использованием уплотняющей ленты.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.

Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.

Сечение кабеля, мм2 Медные жилы, кВт Алюминиевые жилы, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
1,5 3,3 5,7
2,0 4,1 7,2 3,0 5,3
2,5 4,6 7,9 3,5 6,0
4,0 5,9 10 4,6 7,9
6,0 7,4 12 5,7 9,8
10,0 11 19 8,3 14,0
16,0 17 30 12 20,0
Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Так, при электрокотле мощностью 18 кВт (трехфазная сеть) и использовании кабеля с медными жилами, его сечение должно быть 10 мм2 (согласно ПУЭ допустимая нагрузка до 19 кВт). Обычно точные значения сечения кабеля и номиналы указаны в паспорте электрокотла.

Пример таблицы из инструкции по эксплуатации Protherm Скат 9KR 13. Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.

При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети.

Также мы рекомендуем подключать электрокотел через стабилизатор напряжения, поскольку выход из строя автоматики вследствие скачков напряжения в наших условиях – частая проблема.

Подключение автоматики электрического котла через магнитный пускатель.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Заземление

Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.

Читайте также:  Для чего нужен элеватор в системе отопления?

Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Порядок работ:

Опрос: сделано ли в вашем загородном доме полноценное заземление?

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Пробный запуск котла

Не забывайте, что согласно инструкции большинства производителей, подключение и ввод в эксплуатацию должен проводиться лишь сертифицированными специалистами, в противном случае гарантия будет не полной.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Легализация и безопасность

Надо отметить, что самодельные электрические котлы не приветствуются РЭС. Главные аргументы против народных умельцев – неизвестны источники получения деталей для такого оборудования, а соответственно нет гарантий надежности контроля и отопления. К тому же, у таких агрегатов нет паспорта и других документов. А значит, в случае пожара из-за него могут возникнуть проблемы с получением страховки.

Поэтому существует необходимость перехода дома на трехфазный учет электроэнергии и обеспечения максимальной безопасности работы. Рассмотрим способы, как это сделать.

Легализация и безопасность

Так, накануне подключения котла тщательно изучите схему соединения электропроводов в трехфазной сети. Распространены обычно две схемы – звезда и треугольник. Каждая фаза имеет свой диапазон рабочих напряжений. Если в гнездо для фазы с большим рабочим напряжением подсоединить провод меньшего тока, то он быстро перегорит и вызовет короткое замыкание.

Обязательные требования

Как и твердотопливный котел, такой агрегат нужно располагать в отдельном помещении. Трехфазное напряжение достигает 400 В. Открытые электроды ТЭНов должны быть укрыты нетокопроводящим защитным кожухом. Он должен защищать котел от несанкционированного доступа: любопытства детей и животных, но в то же быть время легким в демонтаже, чтобы в случае необходимости провести профилактическое обслуживание.

Легализация и безопасность

На корпусе котла обязательно наличие болта для крепления заземления, чтобы излишки напряжения уходили в землю. Для продления срока службы нагревательного элемента трубу следует располагать ТЭНами вниз. Тогда нагрев будет равномерным, особенно при отсутствии циркуляционного насоса, гоняющего воду по системе.

Защиту от перегрева помещения, да и самого котла обеспечит термодатчик. Его устанавливают максимально близко к котлу и программируют в нужном режиме: время года, половина суток, день недели и т.п. Как правило, датчик снабжен табло и клавиатурой для упрощения управления.

Качество работы заземления ежегодно проверяется специальной комиссией. Результат фиксируется в протоколе. При ухудшении показателей принимаются меры по замене заземлителя.

Легализация и безопасность

Установка котла своими руками

Самостоятельно изготовить электрический котел достаточно просто, а денежные затраты на это будут значительно ниже, чем на покупной электрокотел. Но чтобы в итоге получить надежное и безопасное устройство, следует к этому делу подходить ответственно.

Важно сделать качественную сварку труб, если сделать эту работу с ошибками, это может вызвать протекание воды из котла и нарушение изоляции.

Сварка труб отопления

Установка котла своими руками

Для успешного создания в доме качественного отопления с электрокотлом, необходимо следующее”

  • инструкция по работе с устройством;
  • схема монтажа оборудования;
  • дрель для создания отверстий на стене или перфоратор;
  • монтажная планка и либо метизы, либо анкера для крепления устройства на стене;
  • трубы и соединительные элементы, такие как муфты, фланцы;
  • электрический кабель.

Стена должна быть достаточно крепка, чтобы выдержать вес устройства. При самостоятельной установке электрического котла нужно учитывать и то, что материал, из которого изготовлена стена, должен быть негорючим и термостойким. Дополнительно нужно обеспечить некоторое пространство с боков прикрепленного на стену оборудования и сверху для возможности его ремонта. Не следует помещать агрегат в самый угол, это упростит и монтаж, и дальнейший доступ к нему.

Выбор правильного места для установки

Все необходимые допуски расстояния должны быть прописаны в инструкции к устройству. Правильно установленный котел должен располагаться строго вертикально, без скошенных углов, что проверяется с помощью уровня. Котел крепится к стене посредством монтажной планки, при необходимости можно дополнительно установить термостойкую прокладку между стеной и устройством. Размеры труб, монтируемых к котлу, должны учитывать подключение насоса.

Установка котла своими руками

Обустройство электрического отопления довольно простое и не вызовет серьезных сложностей у неспециалиста.

Трехфазное питание дает возможность использовать более мощные приборы, чем стандартное в 220 В. Если при обычном электропитании не хватает мощности для электрокотла, то имеет смысл рассмотреть такой вариант. В таком случае, нужно также правильно рассчитать сечение питающего кабеля, ведь при возросшей нагрузке увеличится и ток, необходимо, чтобы кабель его выдержал. После установки электрокотла нужно подключить его к трубам сети отопления.

Преимущества ЭОУ

Энергосберегающая отопительная установка ЭОУ имеет следующие преимущества:

  • экономичность;
  • компактность;
  • автономность;
  • надежность;
  • долговечность;
  • отсутствие вредных отходов;
  • пожаробезопасность.

Аргументы в пользу котлов ЭОУ (по сравнению с газовыми установками)

  1. Темпы роста цены на природный газ выше темпов роста стоимости электроэнергии;
  2. При пиковых нагрузках давление в газовых сетях не позволяет качественно обогревать помещения;
  3. Отсутствие разрешительной процедуры для установки оборудования.