Как сделать самодельный электрический котел

Любой желающий может собрать электрокотел своими руками — по эксплуатационным характеристикам сборные агрегаты мало в чем уступают фабричным изделиям. При ответственном подходе котел кустарной сборки может оказаться даже надежнее и долговечнее машины заводского производства.

Что для изготовления самодельного котла необходимо:

  • цилиндрический котел объемом примерно 3 — 4 литра или труба с заглушками плоскими сверху и снизу;
  • три патрубка размером под ваши трубы;
  • ТЭНы;
  • гайки;
  • воздухоотводчик автоматический сверху;
  • кран шаровой снизу (для слива жидкости из котла при необходимости).

В готовом самодельном электрическом котле, либо сваренном из цилиндра с заглушками, нужно сделать отверстия и наварить на них гайки для соединения с трубами. В нижней части котла вварить патрубок с краном для слива жидкости. Таким образом, у вас получится котел с подачей, обраткой и заполнением котла. Сверху три муфты для монтажа электрических ТЭНов и воздухоотвода. Котел трехфазный. Все управление котла выведено наружу в отдельную коробку. Для удобства в аварийном порядке можно даже вывести напрямую (хотя мы не рекомендуем этого делать).

Куда ставить ТЭНы сверху или снизу выбирать вам. Оба варианта имеют место быть. Есть плюсы и минусы в обоих случаях. Снизу ТЭН неудобно менять, но он защищен от воздуха. Сверху ТЭН легко менять, но нужен воздухоотводчик автоматический сверху. В электрическом котле, когда ТЭНы стоят вверху, то и воздух скапливается сверху. Но риск от перегрева ТЭНов без воды убирается тем, что муфты сверху 32-е обрезаны до 20 мм. Тем самым получается короче воздушный карман. К тому же сверху стоит воздухоотводчик автоматический для выхода скопившегося воздуха. Оставшийся воздух втягивается по магистрали трубопровода. Таким образом, решается задача безопасности котла и устранение возможного перегрева из-за воздуха вверху котла.

Особенности

Все больше людей стремится покинуть крупные города и жить за чертой в частном доме. При этом в таких помещениях обязательно должны быть основные системы. Одной из которых является отопление. При этом заводить централизованное – нет смысла, так как автономное в любом случае будет выходить дешевле во время эксплуатации. Единственное – первоначальное оборудование обойдется в определенную сумму.

Многие специалисты считают, что одними из самых экономичных устройств считаются газовые котлы. Но это возможно только, когда недалеко от строения идет газовая магистраль. При этом важно отметить, что использование сжиженного энергоносителя в баллонах значительно снижает безопасность и ту же экономичность.

Подключение твердотопливных установок для отопления частного дома также имеет, как плюсы, так и минусы.

Одним из основных плюсов, которым обладают электрические агрегаты – доступность энергоносителя. Ток сегодня есть практически в любом загородном поселке. К тому же его подвести к своему участку гораздо легче, нежели газовую трубу. А потому этот вид обогрева для многих является очевидным выбором.

Сегодня на рынке можно найти любой подходящий электрокотел для отопления дома, ведь существует масса моделей. Но иногда встречаются ситуации, когда есть необходимость экономии средств. При этом речь идет не об операционных расходах, а разовых, которые нужны в момент покупки.

Чтобы сохранить деньги электрический котел отопления можно сделать самостоятельно. Конечно же для этого необходимо иметь некоторые знания в области сборки электрических приборов. С покупкой всех отдельных компонентов проблем не будет – все можно найти в специализированных маркетах.

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Некоторым читателям будет намного проще понять устройство и принцип работы электродного котла, если они вспомнят незамысловатый способ быстрого кипячения воды с помощью нехитрого приспособления. В студенческих общежитиях, где за соблюдением запретов иметь электрические нагреватели строго следили коменданты, такое устройство было спрятано, наверное, в каждой комнате. Это кабель, на одном конце  которого установлена вилка для подключения к сети. А на другом – два бритвенных лезвия, закрепленных тем или иным способом, но обязательно так, чтобы между ними оставался небольшой просвет. Вместо лезвий, применялись и другие металлические пластинки: в армейских казармах, например, в дело часто шли подковки для сапог. Суть от этого не менялась.

«Студенческий кипятильник» – это самая доходчивая демонстрация принципа действия электродного котла

После опускания такой «сборки» в воду и подключения к сети 220 вольт происходил очень быстрый нагрев воды. Ждать приходилось недолго – закипание стакана занимало меньше минуты. Этот же принцип используется и в электродных, или, как их еще часто называют, ионных котлах.

Предупреждение: подобные эксперименты – весьма опасны, и повторять их не следует. Велика вероятность получения электрической травмы или возникновения пожароопасной ситуации от короткого замыкания. В наше время – предостаточно миниатюрных кипятильников заводского производства.

В чем же здесь дело, за счет чего осуществляется столь быстрый нагрев? Чтобы понять принцип, необходимо вспомнить некоторые физические законы.

Даже обычная вода (если, конечно, не брать во внимание дистиллированную) обладает электролитическими качествами – растворенные в ней вещества приобретают ионную структуру, то есть совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц. Если опустить в такую среду два электрода постоянного тока, то начнётся направленное движение ионов: отрицательно заряженных (анионов) – к положительному проводнику (катоду), и положительных (катионов) – к аноду. Этот процесс называется электролизом.

Читайте также:  Виды отопления в частном и многоквартирном доме: сравнение

Но в нашем случае используется переменное напряжение с частотой 50 Гц. Это означает, что полярность погруженных в воду электродов меняется со скоростью 50 раз в течение секунды. Естественно, движение ионов в таких условиях не направленное, а превращается в колебательное, со сменой направления с такой же частотой. Так как подобные колебания происходят в достаточно плотной водяной среде, оказывающей существенное сопротивление движению, энергия перемещения превращается в тепловую. В пространстве между электродами происходит очень быстрый нагрев, который и приводит к закипанию воды.

Точно так же работает и электродный котел, только выработанная тепловая энергия уже передается потоком теплоносителя по точкам теплообмена – радиаторам. Во всех остальных типах электрических котлов в качестве «передаточного звена» выступают те или иные металлические детали.  Это может быть трубчатый корпус ТЭНа, лабиринт внутренних каналов или сам корпус – в приборах индукционного типа. В лбом случае,  теплоноситель прогревается только за счет прямой теплопередачи. А вот в электродной схеме такого «посредника» нет в принципе – нагревается сама жидкая среда, находящаяся в данный момент между погруженными в нее проводниками.

Говорят, и это похоже на правду, что подобная технология была перенесена в быт человека из военной промышленности – именно так обеспечивается нагрев воды для отопления отсеков подводных лодок и надводных кораблей. В пользу этого говорит сочетание необходимых качеств – компактности, быстродействия, эффективности, пожаробезопасности.

Небольшое отступление, чтобы не возвращаться к проблемам терминологии. Электродные котлы иногда называют ионными – почему, наверное, понятно. Однако, иногда производители делают упор на именно такой формулировке, пытаясь провести некую границу между этими двумя понятиями. Мотивируют они тем, что в их приборах реализовано высокоточное управление на уровне «количества и качества ионов», участвующих в процессе нагрева. Это можно воспринимать в качестве рекламного хода или относится к этому всерьёз – в любом случае, такое управление возлагается на какой-либо блок электроники и требует применения точно выверенного состава электролита-теплоносителя. Но принцип действия самой схемы нагрева – от этого ничуть не меняется. Так что не будет большой ошибкой использовать любую из этих двух формулировок.

А вот название «катодный» или «анодный» котел – совершенно не корректное, так как в режиме постоянного напряжения подобная схема попросту неработоспособна.

Монтаж изготовленного котла

Перед тем, как произвести установку котла, требуется выбрать для него максимально подходящее место. Оно должно позволять правильно и легко производить следующие манипуляции:

  1. Разводка необходимых труб системы отопления.
  2. Удобно осуществлять подключение.
  3. Контролировать процесс работы.
  4. Обслуживать и производить ремонтные работы при необходимости.

Для достижения подобной цели, необходимо предварительно составить подробную схему размещения радиатора и разводки всех труб, принадлежащих к системе отопления

Кроме того, очень важно подобрать оптимальный вариант для расположения изготовленного котла. Как правило, подобное оборудование имеет компактные размеры, потому их можно поставить на первом этаже жилого дома, многие производят установку в подвале

Специалисты рекомендуют ТЭНовые котлы крепить на стене посредством применения специальных дюбелей. Если речь идет об электродных котлах, их требуется устанавливать на трубах отопительной системы, также можно произвести их закрепление к стене посредством применения хомутов. Индукционные котлы по причине их большого веса рекомендуется монтировать на полу, строго в вертикальном положении.

Процесс подключения выполненного своими руками электрокотла производится строго к отдельному автомату, который расположен в электрическом щитке и к заземляющему контуру. Щиток должен быть рассчитан на самые высокие показатели мощности котла, а проверку качества заземляющего контура желательно доверить специалисту.

Произвести качественный электрокотел своими руками и сэкономить материальные средства достаточно просто. Все что требуется, просто подойти максимально ответственно к процессу его сборки

Качество проведенных работ очень важно, так как процесс работы котла основан на циркуляции воды, которая при наличии проблем может дать течь. Это автоматически приведет к серьезным тратам материальных средств

Ответственный подход к выполнению электрического котла приведет к тому, что работать он будет максимально долго и эффективно.

Изготовление котла по шагам

Рассмотрим, как сделать электро котел отопления своими руками.

Корпус

Для ёмкости, которая будет исполнять роль корпуса и резервуара для воды, можно использовать сталь толщиной 3 – 5 мм (толщина обеспечивает надёжность в течение долгого времени).

Сварить прямоугольный бак можно из листового металла или же использовать отрезок готовой трубы, которую заглушают сверху и снизу. Но прежде чем приваривать боковые части, удобней будет в них сразу врезать необходимые элементы.

Готовый котел своими руками

Вход и выход

В верхней и нижней «крышках» ёмкости сверлятся отверстия под размер заготовленных трубок входа и выхода. Выжигаются они газосваркой или электросваркой. Края зашлифовываются (особенно если есть ржавчина, много шлака). Затем ввариваются сгоны. Крышки с готовыми входами и выходами устанавливаются на места, и провариваются.

Тэны бывают:

  1. Фланцевые.
  2. Резьбовые.

Фланцевые – это прокладка и множество болтов, которые могут быть слабым местом, давать течь, приржаветь, прокладку придётся периодически менять.

Поэтому лучше выбрать резьбовые нагреватели.

Чтобы установить их в корпус, понадобится купить или изготовить крупную гайку (можно взять толстостенную трубку и нарезать резьбу). Гайка вваривается в боковые стенки (или, в зависимости от модели корпуса, куда удобнее). На фум ленту или лён вворачивается тэн. Сколько задумано тэнов, столько и резьбовых гаек вваривается в корпус.

Читайте также:  Как сделать печь на отработанном масле своими руками?

Если сделать выходной патрубок не в самой верхней точке, а чуть ниже, в образовавшемся «кармане» будут завихрения. Закипающая, в такой конструкции вода, будет шуметь.

Обвязка

Готовый котёл устанавливается в общий контур так, чтобы патрубок входа был внизу, а выход – в верхней части.

Устанавливать его лучше через запорную арматуру, которая позволит демонтировать оборудование (все соединения обязательно уплотняются фум лентой).

Расширительный бак будет общий для всей системы. Лучше расположить оба котла (основной и дополнительный) вблизи друг к другу, а закрытый расширитель установить на входе в них, перед циркуляционным насосом.

Электрокотлы не особо популярны из-за больших расходов на электроэнергию для обогрева помещения. Электрические котлы отопления как выбрать прибор, читайте в статье.

С отзывами покупателей о пеллетных котлах отопления вы можете ознакомиться по ссылке.

Подключение электричества

Провода подводятся к контактам тэнов. Места соединения тщательно изолируются. Подключение обязательно с заземлением (иначе обычная батарея может начать биться током) и через отдельные автоматы на 16 А.

Мощность котла нужно соизмерять с потенциалом проводки и счётчика. Если его мощность превышает 7 кВт, лучше делать его трёхфазным и устанавливать соответствующий электросчётчик, который нужно будет оформить в энергосбыте.

Небольшой самодельный электрокотел способен обогреть частный дом средних размеров

После установки и подключения котла, нужно провести тестирование – залить воду и подать ток. Убедившись, что всё исправно работает и тэны греют, можно слить воду и навести внешний лоск – всё зашлифовать и покрасить. До испытания делать это не имеет смысла, так как если придётся что-то дорабатывать, финишная отделка пострадает.

Чтобы избежать зарастания тэнов накипью (и быстрого выхода их из строя), нужно использовать дистиллированную воду или антифриз.

Фильтры не помогут, поскольку они защищают от взвесей, содержащихся в теплоносителе, а накипь – это минералы, оседающие на металле под действием температуры.

Основные этапы работ по созданию котла

Есть определенная последовательность работ, которую рекомендуется соблюдать при изготовлении электрокотла:

  1. Создать схему общей работы системы. Здесь может быть использована специальная одноконтурная схема по отоплению, в крайнем случае двухконтурная.
  2. 1 — труба выхода нагретой воды; 2 — резервуар; 3 — ТЭН; 4 — труба входа холодной воды; 5 — верхний фланец с герметизирующей прокладкой; 6 — поддон; 7 — нижний фланец; 8 — крышка поддона; 9 — днище резервуара (основание ТЭНа); 10 — отверстие для электрошнура; 11 — прокладка

  3. Важно осуществить заземление и последующую установку котла чтобы устранить статическое электричество.
  4. Требуется обеспечить циркуляцию жидкости посредством ее температуры нагрева.
  5. Необходимо подготовить эффективные материалы для радиаторов, которые идеально взаимодействуют с водой.

После этого можно переходить к технологическому процессу. Посредством обычного сварочного аппарата присоединяется небольшая емкость к одному из концов трубы. С обратной стороны встраивается электрод, который обязательно должен достигать дна. После этого труба с двух сторон заваривается.

Основные этапы работ по созданию котла

Важно! Перед осуществлением сваривания рекомендуется залить примерно 0,7 литра воды, только потом монтировать электрод.

Труба закрепляется в поверхности стены с небольшим уклоном, после чего делается заземление. После этого на корпус подается фаза. Следующим шагом будет включение обычного напряжения, равного 220 Вт. Мощность данного устройства будет регулироваться при помощи манометра, которые необходимо подключить через специальный трехходовой кран.

Полученный в результате котел будет нагреваться до температуры 120 градусов. При этом уровень замкнутости системы полностью исключает образование коррозии во внутренней части трубы. Это значительно увеличивает общее время эксплуатации прибора, более того, можно не контролировать общий состав жидкости.

Простейшая конструкция

Электрический котел собственного производства – обычно простая конструкция. Она состоит из нескольких обрезков труб и трехфазного ТЭНа. Сделать его, как правило, тоже просто.

Нам потребуются болгарка, сварочный аппарат, трубы, болты, стальной лист толщиной от 2 мм и несколько ручных инструментов. В первую очередь, необходимо купить ТЭН необходимой мощности. Ее можно рассчитать, исходя из мощности и площади отопления фабричных котлов.

Затем подбираем стальную трубу рекомендованным диаметром 219 мм размером около 0,5 м, чтобы спрятать нагревательный элемент. Если подходящего размера нет, то обрезаем трубу болгаркой до нужного размера. Верхнюю часть необходимо пометить отверстием диаметром около 50 мм. Через него будет поступать горячая вода для отопительной системы.

Сварочные работы

На следующем этапе задействуем сварочный аппарат любого типа. К торцам трубы для ТЭНа привариваем стальные листы, а сбоку у верхнего и нижнего краев – отводы подсоединения к системе отопления. К одному из торцов подобранной трубы приваривается гайка, в которую затем вкручивается трехфазный нагревательный элемент.

К трубе, которая подает охлажденную воду, монтируется насос циркуляции воды. Довершают конструкцию шаровые вентили для перекрытия воды без необходимости частого слива из системы.

Простейшая конструкция

Процесс изготовления котла для частного дома мог бы считаться законченным, однако еще нужно сделать комплекс мер для обеспечения безопасности, который для самодельного агрегата — обязателен.

Собираем электрощит

В некоторых случаях выполнение ремонта котла или отопительной системы требует применения электроинструмента. Поэтому обесточивание автоматических пробок на счетчике крайне нежелательно. Большинство бытовых автоматов не рассчитано на трехфазное напряжение. Да и трехфазное подключение выполняется отдельно. Так что для управления самодельным котлом нужен электрощит. Он представляет собой металлическую конструкцию, в которой спрятана большая часть проводки, тумблеры, реле управления, кнопки регуляции и т.п.

Если отопительный котел можно собрать самостоятельно, то устройство электрощита необходимо доверить опытным электрикам. Щит тоже должен быть заземлен конструкцией из провода и болта. После окончания монтажа дверь электрощита с предупреждающими записями запирается на замок. Ключ от него должен храниться в недоступном для детей месте.

Читайте также:  Buderus: ремонт котлов и отопительных систем

Процесс установки своими руками

Подготовка отопительного электрического агрегата к работе состоит из нескольких этапов. От правильности выполнения каждого из них зависит долговечность службы и безопасность эксплуатации.

Основными этапами работ являются:

  • подготовка места для монтажа;
  • обвязка котла;
  • подключение к электросети и заземление;
  • пробный запуск.

Если у владельца есть знания в электротехнике и прокладке систем для отопления домов, то можно своими руками провести весь комплекс монтажных и пусконаладочных работ.

Подготовительные работы

Перед проведением монтажных работ нужно подготовить схемы подключения электрокотла к нагревательному контуру и бытовой сети. Выбор размеров труб и их сортамент должен быть согласован с техпараметрами насоса, используемого для прокачки теплоносителя в магистрали системы.

Подбирая сечение кабеля для подсоединения установки к бытовой электрической сети, нужно учитывать мощность прибора. При использовании отопителей до 5 кВт разрешено подключение к однофазной линии, а более мощные агрегаты требуют для своего функционирования 380 В.

Разметка для монтажа проводится при помощи уровня, т. к. различные модели установок требуют только горизонтального или вертикального размещения. При помощи указанного инструмента также проверяется правильность навешивания аппарата после завершения монтажных работ.

Напольные агрегаты устанавливаются с применением штатных опор, которые входят в комплект поставки. В некоторых случаях допускается монтаж оборудования на теплоизоляционную площадку, способную выдержать массу устанавливаемого котла.

Обвязка котла

Схема обвязки электрокотла.

Для тэновых аппаратов в моноблочном исполнении, которые уже укомплектованы насосным агрегатом и гидроаккумулятором, достаточно подвести к соответствующим патрубкам прямую и обратную магистраль. К обратке подключается трубопровод для подпитки системы водой.

При навешивании простого тэнового оборудования с отсутствующим насосом и расширительным баком, все компоненты подключаются по схеме, рекомендованной производителем.

Процесс установки своими руками

Прокладываются трубопроводы и проводится врезка в магистраль насосного агрегата. Дополнительно монтируется фильтр и группа безопасности.

Прямая магистраль и обратка соединяются с соответствующими патрубками нагревательного аппарата. В процессе работы используется уплотняющая лента.

Подключение к сети и заземление

Электрокотлы подсоединяют напрямую к счетчику посредством связки автовыключателя и УЗО. Автоматы монтируются на каждую фазу отдельно. Сечение проводов подбирается по потребляемой мощности.

Электроприбор 18 кВт для подключения требует применения проводов с медными жилами, имеющими поперечное сечение 10 кв. мм.

При включении аппарата в однофазную сеть он соединяется с любым из контактов на колодке. Для линии с напряжением 380 В нужно снять перемычку и подключить к каждой клемме по одному проводу.

Ноль и земля присоединяются к агрегату одинаково. Электрические установки большой мощности требуют качественного заземления. Из корпуса отопительного аппарата выводится кабель нужного сечения до вкопанных в грунт электродов.

Наружную защиту располагают в точке, где будут отсутствовать люди при пробое электросети. Металлические штыри желательно разместить в грунте на расстоянии не более 1 м от фундамента здания.

Пробный пуск

Давление в системе контролируется при помощи манометра, входящего в группу безопасности. Для большинства котлов оно составляет 1,3-2,0 бар в рабочем состоянии и 1,0-1,3 при отключенном агрегате.

После заполнения магистрали теплоносителем подается напряжение и выставляется необходимая температура при помощи блока управления.

Обогрев электрокотлом дает результат при его подключении в доме среднего и небольшого размера. Использование такой установки считается безопасным и экологическим способом поддержания оптимальной температуры в жилом помещении.

Принцип работы

По сути, традиционный твердотопливный котел работает как обычная печка. Здесь также есть топка, в которой горят дрова (уголь, пеллеты и другие виды твердого топлива). Выделяемая энергия нагревает теплоноситель, расположенный в емкости над камерой сгорания.

Нагрев теплоносителя в этой конструкции производится и от внутреннего блина, и от дымохода, который пронизывает насквозь емкость с водой. При этом корпус котла также нагревается, что создает аккумулирующий эффект, сдерживающий быстрое остывание при выключении агрегата.

Нагретый теплоноситель поднимается вверх и выходит через верхний патрубок в подающий контур системы отопления. Охлажденный теплоноситель поступает в котел через нижний патрубок, соединенный с обратным контуром.

Когда используется электрический трубогиб?

Для работы с большим количеством изделий

Такой самодельный трубогиб может быть использован для выполнения не просто сложных, но и самых ответственных работ на необходимом участке трубопровода.

Важно! С помощью электрического трубогиба можно выполнять сгибание стальных труб любого диаметра и с любой толщиной стенки использующихся при монтаже трубопроводов, необходимого радиуса изгиба.

В отличие от ручной конструкции, которая чаще всего применяется в домашних условиях, электрический станок используют для обработки стояков в большом количестве.

Во время прокладки трубных коммуникаций часто приходится иметь дело с элементами конструкций с поворотами. Понятно, что идеальным вариантом в таких случаях являются готовые устройства.

Но, во-первых, не всегда они есть под рукой, а во-вторых, случается, что стандартные перемычки не всегда можно использовать для конкретного участка трубопровода.

Для изготовления соединений с точным углом

Например, если необходимо, чтобы труба шла под углом 90⁰, то с помощью электрического трубогиба можно легко с точностью до одного градуса изготовить необходимое соединение своими руками. Главное преимущество такого самодельного приспособления: руки и станина не чувствуют никакой отдачи, хотя его сила равняется усилию, которое создает оборудование гидравлического типа. Поэтому, станок для гибки труб можно размещать на мягких поверхностях и даже шаткой основе.