Изготовление электрокотла для отопления дома своими руками

В последние годы среди населения пользуется популярностью установка электрического оборудования для обогрева помещений. Связано это с экономией средств на природных энергоресурсах. Но монтаж такого оборудования требует значительных материальных вложений, поэтому многие домашние умельцы интересуются тем, как сделать электрокотел своими руками.

Причины популярности электрокотлов

Электрические котлы не имеют механических элементов, благодаря чему пользоваться ими намного проще. К тому же вероятность возникновения поломки снижается в несколько раз.

В электрокотлах установлена система автоматической регуляции температуры. Это способствует его отключению при малейших изменениях температуры окружающей среды. Если возникнет необходимость, котёл либо увеличит температуру, либо её уменьшит.

Работает устройство безопасно, не производя угарного газа и других вредных веществ, поэтому его устанавливать можно для обогрева любых помещений, в том числе детских и спальных комнат. К тому же на монтаж оборудования не нужно получать соответствующих разрешений от контролирующих органов.

В этом видео вы узнаете, как изготовить электрокотёл:

Такие котлы можно использовать в качестве дополнительного оборудования для обогрева помещения или сделать основным источником тепла в доме. Питается устройство от сети 220 В, а весит, как правило, около 20 кг. Даже при таких небольших габаритах оно способно обогреть до 400 кубов воздуха.

Многие электрокотлы характеризуются хорошим КПД. К примеру, для нагрева 30 кубов воздуха необходимо в сутки потратить 4 кВт электричества. Использование таких устройств позволяет обогреть помещение гораздо больших размеров, чем это можно было бы сделать другими видами отопительного оборудования.

Конструкция и принцип работы

Электрокотлы имеют довольно простую конструкцию. Все устройства оборудованы нагревательным элементом и ёмкостью для проводника тепла. По типу нагревательного элемента электрокотлы разделяются на:

• устройства с тэнами (трубчатыми нагревателями);
• индукционные котлы;
• приборы с электродными нагревателями.

Электрокотлы классифицируются на 3 вида

Любая установка на электричестве в обязательном порядке должна иметь термостат для регулировки температуры и два патрубка (для подачи теплоносителя и его отвода).

Передвигаться теплоноситель по системе может в принудительном порядке с помощью установки дополнительного оборудования (насосов). Также для этой цели могут использоваться элементарные законы физики и сила земной гравитации. При автоматической циркуляции насос устанавливается на входе обратки.

Устройство с тепловым электронагревателем

Такие устройства считаются самыми популярными благодаря простой конструкции и небольшой стоимости. ТЭН (нагревательный элемент) устанавливается в ёмкость, где и прогревается проводник тепла до нужной температуры. При прохождении тока по спирали тэна она нагревается до высокой температуры, благодаря чему и происходит нагрев жидкости.

Нагревательный элемент защищён от перегревания, так как вода постоянно циркулирует и охлаждает его. Чтобы поддерживать постоянный уровень температуры проводника тепла, устанавливается термостат, который отключает тэн в случае превышения установленной температуры. Включается аппарат снова, когда показатели будут уменьшены до минимальных.

Электрический котёл для отопления своими руками сделать несложно, если сравнивать его изготовление с другими видами отопительного оборудования. Он не будет обладать достоинствами покупных аналогов, но всё же возложенную на него функцию выполнит.

Для самостоятельного изготовления устройства понадобятся только нагревательные трубчатые элементы и ёмкость. Но идеальным такой котёл считать не стоит, поскольку его КПД будет ниже 80%. Многое зависит и от качества тэнов, на которых образуется накипь из-за растворённых в воде солей. Зачастую она приводит к выходу оборудования из строя из-за перегрева. Как показывает практика, накипь слоем 1 мм снижает КПД на 10-15%. Но даже учитывая это, электрические конструкции для нагрева помещений пользуются большой популярностью.

КПД такого устройства будет далек от 100%

Индукционные аппараты

Такие устройства, в отличие от тэновых моделей, имеют КПД, приближённый к 100%. К тому же они долговечны. Срок их службы составляет около 25-35 лет, при этом дополнительно они могут выполнять функцию бойлера, нагревая воду. Благодаря преобразованию энергии практически без потерь котлы индукционного типа имеют самую высокую энергоэффективность.

Тем не менее такой тип оборудования не стал популярным у домашних мастеров, поскольку индукционный самодельный электрокотел для отопления дома сделать очень сложно. Связано это с необходимостью использования электронных преобразователей напряжения.

Конструкция такого устройства состоит из катушки (индуктора), которая установлена на металлический сердечник. Последний представляет собой змеевик из труб, по которым движется теплоноситель.

Индукционный котёл отличается от тэновых устройств тем, что площадь соприкосновения воды или антифриза с нагревательным элементом у него в несколько раз выше. Поэтому и КПД индукционных агрегатов равняется 99-100%. Накипи в них образуется в несколько раз меньше, поскольку создаются микровибрации, которые предотвращают такой процесс. Электрокотлы также имеют защиту от перегревания элекроэлемента, так как вода постоянно циркулирует.

Электродный агрегат

Конструкция на электродной основе чем-то напоминает «армейский» кипятильник. Она состоит из двух лезвий, между которыми есть зазор в 1-2 мм. В качестве теплоносителя используется вода с растворённой солью.

Электродный котёл включает в себя отрезок металлической трубы. Внутри расположен электрод, который закрыт с помощью втулок. Обязательно должно быть хорошее заземление с трубой, которое соединяют с корпусом котла.

Такой котёл имеет простую конструкцию

При подготовке теплопроводника необходимо правильно рассчитать количество соли, так как от этого показателя будет зависеть сила тока в цепи, то есть мощность устройства. Для корректировки температуры используют термостат. Также прибор оснащён автоматической системой отключения.

Преимущества и недостатки

Хоть разные виды электрокотлов отличаются по устройству и принципу действия, они имеют ряд общих достоинств и недостатков. Преимущества электрических котлов перед топливными заключаются в следующем:

• простота конструкции;
• высокий уровень безопасности;
• не нуждаются в установке дымохода;
• высокий КПД;
• электричество — одно из самых доступных и экологически чистых видов энергии;
• отдельного помещения под котельню не нужно предусматривать, а установка может быть произведена в любой комнате дома;
• потребуется намного меньше материалов для производства;
• большой срок службы;
• электрические котлы бесшумны и автоматизированы.

Если говорить о недостатках электрокотлов, то на сегодняшний день можно указать только один. Не учитывая того, что электричество — доступный и экологический вид энергии, он не является самым дорогим источником тепла. Хотя с другой стороны, если использовать электрокотлы в качестве дополнительного оборудования, то такой вариант будет экономически целесообразным.

Практическое руководство по самостоятельному изготовлению

Перед установкой оборудования необходимо тщательно подготовиться: сделать или заказать чертежи и схемы, произвести нужные расчёты, выбрать место под установку, запастись материалами и инструментами.

Хоть готовые чертежи теоретически можно использовать, но в большинстве случаев их придётся переделывать, так как каждый домашний мастер будет использовать те материалы, которые у него есть.

Производство котла на основе тэна

Электрокотел для отопления дома своими руками лучше сделать на основе технологии трубчатого электронагревателя. Связано это с простотой конструкции. Её сделать сможет даже человек без соответствующего опыта. Такое устройство разрешается использовать для обогрева как большого, так и маленького помещения. Его можно установить в гараже, бане или небольшой комнате. К тому же для его работы потребуется напряжение от обычной сети.

Сделать электрокотел отопления своими руками на 220 В можно из стальных труб для корпуса и патрубков, металлических листов и нескольких тэнов. Если планируется устанавливать один тэн, тогда достаточно трубы диаметром 10 см, а если два и более, то 13-15 см. Корпус должен быть длиннее нагревательного элемента минимум на полметра.

В конструкции, состоящей из нескольких ТЭНов, каждый из них необходимо подключить под отдельный автомат. Если в доме есть не одна, а три фазы, то устанавливать нужно каждый элемент на отдельную фазу.

Необходимые инструменты и материалы

Для котла с мощностью 2,4 кВт нужно немного материалов. Он обеспечит теплом дом в качестве дополнительного оборудования. Для работы необходимо подготовить:

1. Трубу из стали диаметром 120 мм и длиной 65 см.
2. Листы из стали толщиной 4 мм и размером 1,5×1,5 м.
3. Два тэна по 1,2 кВт.
4. Термостат.
5. Предохранительные клапаны.

Все материалы можно приобрести в специализированных магазинах. Если устанавливать покупной котёл, то комплектующие должны быть в комплекте с ним. Некоторые элементы можно сделать самостоятельно из подручных средств, но термостат нужно покупать в любом случае. Также нужно подготовить ряд инструментов:

1. Шлифовочную машинку.
2. Сварочный аппарат.
3. Дрель и набор свёрл.
4. Линейку и маркер.
5. Набор отвёрток и ключей.

Кроме этого, потребуются антикоррозионное вещество, грунтовка и краска для придания котлу красивого вида.

Пошаговая инструкция

Котёл для частного дома можно сделать самостоятельно, воспользовавшись инструкцией по производству. Все действия необходимо выполнять в такой последовательности:

1. Производство теплообменника. Для этого необходимо в трубе диаметром 120 мм прожечь отверстие в 1 дюйм. Делать его лучше газовой горелкой, в крайнем случае — электродом.
2. Проделанное отверстие зачищают с помощью болгарки. Дальше к отверстию нужно приварить стогны.
3. Для дна котла используют металлическую пластину толщиной 5 мм. Она будет закрывать аппарат снизу и выполнять функцию фланца для тэна.
4. В самой нижней части трубы ввариваются стогны, которые отводят лишнюю воду из системы.
5. К корпусу котла необходимо приварить шпильку. К ней будет подключаться заземление.
6. Верхняя часть закрывается круглой пластиной диаметром 120 мм.
7. Герметичность конструкции можно проверить, опустив её в воду. Предварительно все патрубки закрываются полипропиленом.
8. Дальше необходимо установить терморегулятор и кран, после чего подключить устройство к системе подачи воды.
9. На завершающем этапе тэны включают и тестируют работу системы.

Такая конструкция имеет свои недостатки. Основным из них является невозможность замены нагревательного элемента. Для этого нужно отрезать верхнюю крышку и демонтировать конструкцию. Чтобы избежать таких последствий, необходимо устанавливать съёмные тэны наподобие тех, что устанавливаются в бойлерах.

Для защиты от коррозии котёл обрабатывают специальным веществом. После этого его необходимо прогрунтовать и покрасить. Но лучше эти действия сделать отдельно для каждого элемента до установки котла.

Самостоятельно собранная отопительная установка хоть и имеет ряд недостатков, но экономичность и простота в использовании делают её популярной среди пользователей. Однако не нужно забывать о предельной осторожности во время монтажа и эксплуатации, так как электричество требует особого внимания. После запуска оборудования необходимо контролировать процесс его работы и вовремя проводить профилактику.

Самодельный электрокотел для отопления

Электрические котлы для отопления и ГВС благодаря своей полной автоматизации, в последнее время получают все большую популярность. Современные электрокотлы заводского производства имеют один очень серьезный недостаток — это высокая стоимость. Поэтому многие домашние мастера интересуются тем, как изготовить электрокотел своими руками.

Аналитики рынка электрокотлов считают, что в ближайшее десятилетие эта популярность будет только расти, особенно в связи с развитием бытовой нетрадиционной солнечной энергетики. Которая является альтернативным источником энергии для таких котлов.

Для реализации идеи самодельного электрического котла домашнему мастеру потребуется владеть навыками слесаря, сварщика и электрика или пригласить таких специалистов к себе в помощники.

Расчет мощности

Вначале потребуется выполнить расчет мощности, чтобы источник тепловой энергии обеспечил общую нагрузку на отопление и ГВС.

Расчет отопительной мощности электрокотла для отопления своими руками выполняют либо по укрупненному показателю, либо более точным методом, с применением расчета теплопотерь через внешние стеновые конструкции и оконные проемы дома. В первом случае расчет производят в соотношении 1 кВт на 10 м2.

То есть для дома 50 м2 потребуется котел в 5 квт, а для 100 м2 — 10 кВт.

Для нагрузки ГВС дополнительно добавляют еще 30 %. Для более точных расчетов потребуется знать минимальную температуру в холодную пятидневку для конкретного района проживания, которая приводится в СНИПе и учесть теплопотери через внешние поверхности дома.

Для дома 50 квадратных метров

Для небольшого дачного одноэтажного дома, который имеет размеры в плане — 7х7 м, с высотой потолка — 2,4 м, и двухкамерными стеклопакетами 1х1,2 м в количестве 4 штуки, определяют размер теплопотерь, которые должен компенсировать электрокотел.

Расчет мощности электрокотла своими руками для дома 50 м2:

• Требуемая температуру внутреннего воздуха в помещении, 18 С.
• Средняя температура холодной пятидневки в году, -15 С.
• Потребность в ГВС, 4 человека.
• Площадь кирпичной стены в 2 кирпича (51 см), 67.2 м2.
• Площадь окон, 4.8 м2.
• Площадь стен без окон, 62.4 м2.
• Площадь потолка и пола по 49 м2.
• Теплопотери окон, 0.476 кВт.
• Теплопотери стен, 5.15 кВт.
• Теплопотери потолка, 0.43 кВт.
• Теплопотери пола, 0.43 кВт.

Таким образом, общие теплопотери для дома 50 м2 составляют 6.486 кВт, мощность электрокотла должна быть не менее 7 кВт, этого хватит для обогрева помещений.

Для 100 квадратных метров

Расчет мощности электрического котлоагрегата для загородного домовладения с площадью 100 м2:

• Внутренняя температура воздуха, 18 С.
• Средняя отрицательная температура, -15 С.
• Потребность в ГВС, 4 человека.
• Площадь внешней стенки в 2 кирпича (51 см),100 м2.
• Площадь оконных проемов, 6 м2.
• Площадь стеновых конструкций без окон, 94 м2.
• Площадь потолка и пола по 100 м2.
• Теплопотери оконных конструкций, 0.714 кВт.
• Теплопотери стен, 7.33 кВт.
• Теплопотери потолка, 0.875 кВт.
• Теплопотери пола, кВт: 0.875 кВт.

Таким образом, общие теплопотери для дома 100 м2 составляют 9,794 кВт, мощность котла с электронагревом выбирают 10 кВт.

Чертеж

В данной конструкции котла важно не только грамотно выполнить теплотехническую часть устройства, но и электрическую. Поэтому для выполнения сборочных работ исполнителю потребуется сборочный чертеж агрегата и схема подключения его электрической части.

Схема подключения котла

Конструкция простейшего котла с ТЭНами должна состоять из таких узлов:

1. Корпус трубы станет надежнее, если его выполнить из стальной трубы Ф219х3 мм и длинной 65 см.
2. Из 3-х патрубков: входного, выходного и дренажного, достаточно будет 2 по 30 мм и 13 мм.
3. Электроды приобретаются готовыми, по мощности котла.
4. В корпусе выполняют отверстия для подвода к расширительному баку и врезки первичных датчиков.
5. Внутри корпуса устраивают площадку для закрепления ТЭНов.
6. К сделанным отверстиям с использованием сварочного аппарата инверторного типа приваривают приготовленные патрубки по чертежам.

Также потребуется оборудовать схему с электрокотлом системой безопасности, расширительным баком, терморегулятором, после чего собирают схему труб своими руками из полипропилена.

Инструменты

Для того чтобы выполнить теплотехническую часть котла, потребуется набор слесаря, болгарка, инверторный сварочный аппарат, пассатижи, измерительный инструмент. Для электрической части потребуется набор электрика, тестер и паяльный набор.

Необходимые материалы

Перечень материалов будет зависеть от выбранной конструкции, количества ТЭНов и принципа работы. Если корпус будет изготавливаться из листа, потребуется металлический лист не менее 3 мм, в противном случае труба Ф219х3.

На один ТЭН нужно примерно 10 см диаметра, т.е для трубы Ф 219 возможна установка только 2 ТЭНов. Длина корпуса должна быть длиннее электродов на 500 мм.

Из вспомогательных материалов потребуются сварочные электроды, уплотнительный материала, термокраска, вентили, предохранительный клапан, термометр, манометр.

Электрооборудование рассчитывается строго по мощности котла, при мощности более 5 кВт, потребуется специальное разрешение в Энергонадзоре и ведение самостоятельного питания на электрокотел через индивидуальную систему защиты, причем каждый ТЭН должен быть оборудован собственным автоматом.

При трехфазном питании дома, каждый ТЭН устанавливается на отдельную фазу. Общий набор материалов для подключения котла: кабель, автоматы, пускатель и контактные колодки.

Как сделать электрокотел для отопления дома своими руками

После того как выбрана мощность, найдены или изготовлены чертежи корпуса и схема электропитания и защиты котла, подготовлены все материалы, инструменты и заготовки, можно приступать к сборке электрического котла для отопления частного дома.

Пошаговая инструкция самостоятельного изготовления электрического котла:

1. Выполняют корпус по размерам в соответствии с чертежом.
2. Приваривают днище из листового металла.
3. Определяют места отверстий и выполняют их, прожигая отверстия газовой горелкой или электродом.
4. Тщательно обрабатывают края отверстий болгаркой и вваривают патрубки дренажа со сгонами, входа/выхода теплоносителя.
5. Дальше к отверстию нужно приварить стогны.
6. Выполняют крышку корпуса съемной чтобы можно было в процессе работы менять ТЭНы.
7. На дне корпуса устанавливают пластину 5 мм с функцией фланцев для ТЭНов.
8. К корпусу вваривается заземляющая шпилька и система крепления настенная или напольная.
9. После сварки конструкции проверяют ее герметичность, предварительно закрыв патрубки вентилями.
10. Устанавливают терморегулятор.

Установка и подключение

После того как будет собрана схема отопления и ГВС с запорной арматурой, обратный клапаном, предохранительным клапаном, расширительным баком, термодатчиком и нагревательными устройствами, выполняют гидравлическое испытание всей системы на плотность собранной схемы с рабочим давлением насоса.

Сеть заполняется водой, давление создается циркуляционным насосом, тщательно проверяются все места соединений на предмет прокапывания или течей. Устраняются все неисправности и переходят к тестированию собранной схемы электропитания.

Электросхема должна собираться аттестованным электриком, который должен собрать схему с заземлением и протестировать работу ТЭНов и защиту котла от перегрузки. Чтобы этого не случилось, устанавливают устройство защитного отключения.

Первый пуск

После того как все системы котла были протестированы на работоспособность приступают к запуску котла. Для этого включают напряжение на ТЭНы и контролируют процесс нагрева теплоносителя, работу электрического и теплового оборудования. В процессе нагрева потребуется спускать воздух и следить за работой расширительного бачка.

Также проверяют на плотность места соединений и работу автоматики для электрокотла. Нагрев должен идти до установленной температуры на терморегуляторе, после чего защита самостоятельно отключает подачу напряжения на ТЭНы, а система циркуляции теплоносителя работает.

В процессе нагрева проверяют работу электрооборудования, автоматы, пускатели, кабельные линии не должны нагреваться, а защита часто срабатывать.

Таким образом электрокотел своими руками собрать вполне возможно. Важно понимать, что это устройство относится к источникам повышенной опасности, оно должно соответствовать правилам эксплуатации теплотехнического и электросилового оборудования. Сборкой и наладкой его должны заниматься аттестованные специалисты электрики.

Для того чтоб котел соответствовал теплопотерям дома, в самый холодный период года потребуется предварительно выполнить расчет мощности. При величине более 5 кВт владелец котла должен получить разрешение на эксплуатацию от регионального органа энергонадзора и выполнить реконструкцию электросетей дома под повышенную электрическую нагрузку.

В остальном такой самодельный электрокотел для отопления не будет создавать сложности владельцу, он полностью автоматизирован и легко поддерживает требуемую санитарную температуру воздуха в доме.