Делаем электрический котел отопления своими руками

В нашей огромной стране не везде проведены газовые сети. Из соображений безопасности, доступности или экологичности люди выбирают отопительные системы, которые работают от электричества. Простота обслуживания и безопасность эксплуатации делают применение электрических котлов отопления всё более востребованным.

Устройство агрегата

Электрические обогреватели представляют собой многоступенчатые устройства, что позволяет не всегда использовать их на полную мощность. Это дает возможность экономить на электроэнергии и продлить срок службы агрегата. Обогреватели бывают:

  • с трубчатыми электрическими нагревателями;
  • индукционные;
  • электродные.

Современные котлы работают от сети однофазного или трехфазного тока. Основу конструкции составляет емкость, внутри которой располагаются нагревательные элементы. Все управление осуществляется с помощью специального пульта регулирования.

В некоторых схемах отопления частного дома с электрокотлом используются дополнительные элементы: насосы, фильтры, клапаны. Для сокращения расхода электроэнергии еще применяется внешнее аппаратно-программное устройство, позволяющее полностью автоматизировать управление работой агрегата.

Наполнение системы теплоносителем

Наполнители отопления могут иметь различные характеристики. Самый простой пример теплоносителя — это вода. Считается самым экономичным вариантом, при этом она обладает замечательным коэффициентом теплообмена. Минусом воды является возможность её замерзания.

Прекрасной альтернативой воде, как наполнителю считаются жидкости с пониженной точкой кристаллизации и замерзания жидкости. Простым примером является автомобильный антифриз, с температурой замерзания до минус 30 градусов Цельсия. Ниже этих температур антифриз использовать не рекомендуется.

В условиях Крайнего Севера роль теплообменного наполнителя выполняет масло из нефтепродуктов, с границами загустения минус 55–60 градусов по Цельсию. Какую жидкость использовать в котле выбор индивидуальный. Заливать её стоит через специальные технические отверстия отопительной системы и поддерживать необходимый уровень в процессе эксплуатации.

Как выбрать и на что обратить внимание?

Электрические котлы для отопления дома 220 В делятся на три класса:

  1. Эконом. Такие агрегаты оснащены гидроузлом, включающий в себя блок ТЭНов и водяной бак. Система управления довольна проста — автоматика на основе электромеханического термостата. Дизайн самый простой, и, конечно, цена невысокая.
  2. Стандарт. Такие изделия имеют многоступенчатую систему защиты, а также циркуляционный насос. Такие котлы более стильные и хорошо вписываются в интерьер дома. Однако цена на изделие 220 В будет выше.
  3. Премиум. Самые современные, но дорогостоящие приборы, которые имеют в арсенале электронную систему управления температурой, несколько режимов работы, систему защиты. Прибор можно подключить к централизованным сетям управления микроклиматом. Соответственно, дизайн электрокотла стильный и оригинальный.
Как выбрать и на что обратить внимание?

Кроме вышеперечисленного, при покупке электрокотла для отопления 220 В, необходимо учитывать:

  • уровень мощности — для обогрева 10 кв.м. потребуется примерно 1 кВт электроэнергии;
  • число контуров — одноконтурная модель подойдет только для отопления дома, двухконтурная — и для нагрева воды;
  • автоматизированная система — такие агрегаты работают в более экономном режиме и с высоким уровнем КПД.

Какая схема считается лучшей?

Один из спорных вопросов. Но если учесть особенности эксплуатации оборудования, разобраться несложно.

  • Включение последовательное. Для небольших частных строений – вариант нежелательный.
  • Во-первых, речь идет об отопительном оборудовании разных типов. Нет смысла приобретать 2 прибора одинаковой мощности (твердотопливную и электрическую модели), так как основная функция эл/прибора – обеспечить резервирование на случай нештатной ситуации.

    Во-вторых, разница в величинах данной характеристики приведет к неравномерному распределению нагрузки и повышенной выработке ресурса основного котла, если они станут работать совместно. Гораздо рациональнее изначально приобрести твердотопливный агрегат требуемой мощности.

  • Включение параллельное. Оптимальное решение, так как подобная схема подходит и для поочередной работе отопительных агрегатов, и для совместной. Хотя последнее не так актуально применительно к частному дому при использовании приборов разных групп. Ведь приобретение эл/котла имеет ограничение, связанное с лимитом суммарной потребляемой мощности конкретным строением. Именно поэтому большинство собственников и рассматривает вариант «электрического» обогрева как запасной, резервный.

Тем, кто хочет иметь общее представление о характеристиках отопительных приборов и ценах на разные модели, стоит ознакомиться с информацией, которая находится на страницах:

Какая схема считается лучшей?
  • по котлам твердотопливным;
  • электрическим.

Алгоритм функционирования системы достаточно простой. Если схема грамотно автоматизирована, то при снижении температуры в контуре ниже критической (значение определяется пользователем) в работу включается второй котел. Такое решение позволяет нивелировать все минусы отопления, связанные с прогоранием дров и в ряде иных форс-мажорных ситуаций.

Свариваем котёл

В качестве теплообменника, я взял обрезок трубы, в намеченных местах, что бы выходы совпали с выходами на батарее, прожег отверстия сваркой т.к. автогена у меня нет.

Отверстие нужно зашлифовать болгаркой и шлифовочным диском от шлака и наплыва металла.

Два сгона 1,25 дюйма я приварил вверху и внизу для подачи и обратки отопления.

Читайте также:  Как выбрать дымоход из нержавеющей стали?

Для изготовления дна, использовал металлическую пластину, которую потом приварил и в ходе работы, лишнее срезал большой болгаркой и зашлифовал маленькой.

Приваренная пластина.

Один из приготовленных пол дюймовых сгонов заварил в самом низу котла, в случае если нужно будет слить воду из всей системы.

Второй приварил для дополнительного тэна на 0,9 кв. Третий для расширительного бачка, который необходимо тоже установить, так как вода имеет свойство выкипать.

Особенности конструкции

Электрокотел — это устройство, состоящее из нескольких основных элементов:

  • бак с водой, которая поступает в него и выводится после получения определенной температуры;
  • нагревательный элемент (существуют разные виды);
  • термостат (датчик температуры и устройство регулировки);
  • циркуляционный насос, обеспечивающий стабильное перемещение жидкости в системе.

Есть более простые модели, состоящие из обычного бака, двух патрубков для присоединения прямой и обратной линий отопления и патрубка для подпитки (подключение к водопроводу).

Есть более сложные устройства, способные выполнять программы и менять режим работы в соответствии с ними.

Наиболее распространены котлы, в которых использован ТЭН. Как правило, устанавливается несколько штук, чтобы можно было регулировать режим нагрева, включая поочередно один или несколько нагревателей.

Эти агрегаты считаются самыми малоэффективными, так как расход электроэнергии у них большой, а долговечность относительно малая.

Особенности конструкции

Другим видом нагревательных элементов являются электроды. В воду просто опускаются металлические стержни, на которые подана фаза и ноль. Чаще всего на металлический корпус подают ноль, а фаза — на стержне, погруженном в воду внутри емкости.

Вода проводит электроэнергию, возникает разница потенциалов. Вода нагревается естественным способом выводится из бака. Такие котлы очень надежны и долговечны, но и у них электроды понемногу растворяются и требуют замены.

Самым новым видом является индукционный нагреватель. Он состоит из катушки с массивным диэлектрическим сердечником, который нагревается при подключении катушки к источнику электропитания. Эта конструкция обладает высоким КПД и является самым долговечным устройством из всех ныне существующих разновидностей.

Выбирая тот или иной агрегат, необходимо учесть режим его работы и степень нагрузки. Если она велика, модели с ТЭНами не подойдут. Лучшим вариантом станет индукционный котел, но он довольно дорогой.

Есть возможность изготовить самодельный индукционный нагреватель, который работает не хуже заводского и не требует слишком больших затрат на сборку.

Комбинированные котлы отопления

Другим, менее затратным вариантом, является установка комбинированного агрегата, который представляет собой твердотопливный котёл и электрический агрегат одновременно.

Такие приборы используют для нагрева теплоносителя твердое топливо и электричество, будучи рассчитанными на взаимозаменяемость этих энергоносителей при работе. Особенность таких агрегатов является установка в резервуаре твердотопливного котла электронагревательных элементов — ТЭНами обеспечивается необходимый нагрев теплоносителя, проходящего по теплообменнику. Идея совместить электрическое устройство с твердотопливным агрегатом не нова, но наладить выпуск соответствующего отопительного оборудования стало возможным только после появления комбинированных устройств автоматики и материалов нового поколения.

Принцип действия комбинированных отопительных механизмов заключается в том, что, пока топочная камера свободна от основного вида топлива (дрова, уголь, торф и т.д.), основную работу по подогреву теплоносителя для отопления выполняет электричество. Благодаря установленным датчикам контроля, оборудование самостоятельно реагирует на изменения температурного режима, включаясь и выключаясь по мере необходимости.

На практике это выглядит примерно так: закладка топлива уже полностью прогорела, соответственно котел потух. Котловая вода соответственно начинает терять свою температуру. На смену твердому топливу приходит электрический подогрев. Теперь отопительный механизм работает как обычный электрокотел до тех пор, пока топка не будет заполнена очередной партией дров или угля.

Комбинированные котлы отопления

После выхода основного агрегата на оптимальный режим работы, блок управления отключает электронагревательные элементы, отопление снова работает на твердом топливе.

Преимущества и недостатки комбинированного отопительного оборудования

[adinserter block=»13″]

Несмотря на высокую стоимость, комбинированные котлы имеют неоспоримые достоинства. К ним относится не только полный контроль над состоянием всей системы домашнего отопления, но и ряд других:

  • прибор отлично справляется со своей работой, отапливая помещения с низкой энергозатратностью;
  • комбинированные котлы представляют собой экологически чистые отопительные агрегаты;
  • отсутствие конденсата, так как первый разогрев прибора осуществляется в обоих режимах — основном и вспомогательном;
  • весь отопительный комплекс постоянно находится в рабочем состоянии, что актуально при длительном отсутствии хозяев дома.

Однако, у данной техники есть и недостатки.

Существенным минусом для комбинированных отопительных приборов является энергозависимость. При отсутствии напряжения в сети, система теряет свою эффективность и многофункциональность.

Комбинированные котлы отопления

Важно! При монтаже оборудования необходимо учесть потенциал домашней электропроводки, которая может не быть рассчитана на мощность монтируемого оборудования. Наличие автоматов защиты малого ампеража приведет к постоянным перебоям с электричеством в доме. Перед установкой убедитесь, что отведенный для вас лимит электропотребления способен удовлетворить работу нагревательного оборудования.

В отличие от традиционных твердотопливных приборов, у которых КПД достигает 70-80%, комбинированные изделия имеют меньший коэффициент — приблизительно на 3-5%.

Читайте также:  Накопительные водонагреватели для дачи: устройство и принцип работы

Современный электрический отопительный котёл

Как правило, отопительные котлы имеют несколько нагревательных элементов, что позволяет использовать ступенчатое регулирование режимов работы, то есть по необходимости подключать лишь необходимую часть от полной мощности. Кроме того, подобная конструкция обеспечит безаварийность работы системы отопления — дом не замёрзнет, даже если один нагревательный элемент вдруг выйдет из строя. Лишь снизится эффективность нагрева.

Необходимо отметить, что ни один, даже самый дешёвый котел, сегодня не обходится без электрической части, называемой блоком управления и автоматического регулирования. Он отвечает не только за регулировку температуры (нужно лишь покрутить ручку терморегулятора или задать эти значения на электронной панели), но и за безопасность использования агрегата. Термостат не даст котлу перегреть воду выше заданной температуры, а датчик давления не позволит включиться, если давление воды в системе слишком мало.

Вариантов исполнения тут несколько. К достоинствам реле и термостатов механического типа можно отнести их дешевизну, а к недостаткам сравнительно невысокую точность регулировки температуры и излишне громкий звук при срабатывании.

Блок электронных термостатов и терморегуляторов, несмотря на большую стоимость, предпочтительнее. Помимо малой шумности его использование позволяет выполнять более точную настройку режимов работы и таким образом снизить расход электроэнергии, порой до 20%.

Более солидные отопительные агрегаты переставляют собой своеобразные мини-котельные и имеют внутри расширительный бачок, циркуляционный насос и многофункциональную группу автоматического управления. Такой котёл возьмёт на себя большую часть хлопот по поддержанию оптимальных режимов работы и управлению «погодой в доме».

Реле нагрузки предотвращает работу котла во время излишней нагрузки на электросеть. К примеру, если работает стиральная или посудомоечная машина. Датчик температуры следит за температурой воздуха в помещении, а не температурой воды в котле. Нет нужды при каждом потеплении или похолодании заново регулировать мощность нагрева — нужно лишь задать изначальное значение температуры в доме.

Реле времени позволяет настраивать работу котла в зависимости от времени суток. Именно так программируют включение котла преимущественно в ночное время, когда тариф ниже.

Электрический котел отопления может иметь и два тепловых контура, что позволяет одновременно и отапливать дом, и подогревать воду для бытовых нужд. При этом оба контура могут работать независимо друг от друга. Ведь летом отопление не требуется, а горячая вода нужна практически постоянно — отдельный контур ГВС это обеспечит. Хотя организовать в доме горячее водоснабжение можно и с одноконтурным котлом. Для этого используется специальный бойлер косвенного нагрева, через теплообменник которого циркулирует вода из системы отопления.

Стоимость электрокотлов, прежде всего, зависит от производителя (импортные естественно обходятся дороже), а также мощности агрегата. Опыт эксплуатации электрических отопительных котлов в наших условиях показывает, что лучше всего брать либо дорогой импортный отёл именитого европейского бренда, либо недорогие модели отечественного производства.

В первом случае вы получаете гарантированную безотказность и долговечность работы котла. Конечно, при надлежащих условиях эксплуатации, которые в наших реалиях порой сложно соблюсти (в нашей стране параметры тока отличаются от идеальных, а скачки напряжения вообще рядовая вещь).

Во втором случае за счёт простоты и высокой ремонтопригодности любой вышедший из строя элемент котла может быть оперативно заменён за небольшие деньги. Как правило, основные компоненты всегда есть в продаже. Когда электрокотёл приобретается в качестве резервного или дополнительного источника тепла, работающего лишь периодически, такой вариант вполне оправдан.

Отечественные электрокотлы имеют достаточно простую конструкцию и неприхотливы в эксплуатации. Такой котёл либо работает, либо нет. То есть если отсутствуют нарекания по сборке, сварные швы выполнены качественно, а электрические контакты надёжны, котёл будет служить вполне адекватно. В общем, отличный выбор за свои деньги.

Отличительные особенности отечественных электрических котлов:

  • Встроенный пульт управления для автоматического поддержания температурного режима и ступенчатого переключения мощности нагрева.
  • Возможно подключение к котлу насоса и внешнего регулятора температуры в помещении.
  • Защита от перегрева.
  • Надёжные ТЭНы из углеродистой или нержавеющей стали.
  • В качестве теплоносителя кроме воды могут применяться незамерзающие жидкости.
  • Электрокотлы проходят 100% проверку службой ОТК.

Электрические котлы ЭВПМ предназначены для водяного отопления зданий и жилых помещений, имеющих открытую или закрытую отопительную систему, работающую при давлении не более 0,25 МПа, при напряжении питающей трехфазной сети 380В или однофазной сети 220В.

Сравнение источников тепла

Какие источники тепла может использовать система отопления и водоснабжения для коттеджей для нагрева воды?

Сравнение источников тепла

Вот список популярных решений:

  • Газ (магистральный, в газгольдерах и в баллонах);
  • Дрова;
  • Уголь;
  • Пеллеты (гранулированные опилки);
Сравнение источников тепла

Пеллеты — дешевое топливо, производящееся их отходов деревообработки

  • Дизельное топливо;
  • Электроэнергия.
Сравнение источников тепла

Экономичность

С точки зрения экономичности (то есть минимальной стоимости киловатт-часа тепла) на настоящий момент (середину 2017 года) они располагаются в следующем порядке:

Сравнение источников тепла
Источник тепла Цена киловатт-часа тепловой энергии
Магистральный газ 70 коп.
Сухие дрова 1,2 р.
Уголь 1,6 р.
Пеллеты 1,5 р.
Газ из газгольдера 2,0 р.
Газ из баллонов 3,6 р.
Дизтопливо 4 р.
Электричество 5 р.
Читайте также:  Делаем электрический котел отопления своими руками

Тарифы на электроэнергию. Конец 2016 года, Севастополь

Сравнение источников тепла

Обратите внимание: цены приблизительные и могут заметно меняться в зависимости от региона страны. Скажем, в Севастополе тонна пеллет обходится в 15000 рублей, а в Подмосковье — в 7-8 тысяч.

Удобство

Сравнение источников тепла

Однако на экономичности  список критериев оценки отопительного оборудования не заканчивается. Котел должен быть не только экономичным, но и максимально автономным, то есть по возможности не требующим внимания владельца и поддерживающим заданную температуру в доме самостоятельно.

Вот как выглядит наша табель о рангах при сравнении по этому параметру:

Сравнение источников тепла
Изображение Вид отопительного оборудования

Электрокотел: время работы в автономном режиме ничем не ограничено

Электрический котел горячего водоснабжения и отопления — безусловный лидер.

Он работает без внимания со стороны владельца неограниченно долго, не требует отвода продуктов сгорания и, как правило, совместим с внешними термостатами, системами управления по Wi-Fi и GSM.

Современный газовый прибор с электронным розжигом и принудительной тягой

Газовые котлы уступают электрическим лишь тем, что требуют монтажа вблизи вентканала (при наличии атмосферной горелки) или на общей с улицей стене (турбированные, с коаксиальным дымоходом).

Напольный дизельный котел

Дизельное отопительное оборудование работает автономно до тех пор, пока не закончится запас топлива.

Однако в их недостатки можно записать шумную горелку и необходимость хранения нескольких сотен, а то и тысяч литров солярки.

Пеллетный котел с автоматической подачей топлива

Пеллетные и автоматические угольные котлы обеспечивают автономность до недели.

Время автономной работы оборудования ограничено размером топливного бункера.

Растопка требуется твердотопливному котлу каждые несколько часов

Классические твердотопливные котлы требуют растопки каждые несколько часов.

Рекорд автономности принадлежит котлам верхнего горения и равен всего лишь 31 часу.

Вывод: газовые котлы совмещают минимальные эксплуатационные расходы с удобством пользования. Электрическое отопительное оборудование сделает обогрев дома и приготовление ГВС куда более дорогим, зато обеспечит владельцу максимальный комфорт.

Газовое отопление сочетает дешевизну и удобство использования

Принцип работы и разновидности

Если вы решили сделать электрокотел своими руками для отопления дома, то можно изготовить индукционную и электродную разновидность таких приборов. Все остальные разновидности котлов являются модификациями двух основных видов. Поскольку в электродном приборе электроэнергия преобразуется в тепловую энергию, его еще называют ионным.

Электродный котел

Самодельный котел довольно компактный, поэтому может закрепляться просто на трубе. Для него не нужно выделять отдельное место на полу или стене. Для безопасности его фиксируют на двух саморезах, но и без них можно обойтись.

Внешне нагреватель напоминает отрезок трубы длиной около 40 см. В одном его торце находится металлический стержень, а с другого торца прибор наглухо заварен или имеет отдельный патрубок для перегонки теплоносителя по отопительной системе.

Если вы делали тэновый котел своими руками, то в нем должны быть два патрубка для подключения подачи теплоносителя в систему и присоединения обратного контура.

При этом расположение этих патрубков может быть следующим:

  1. Один патрубок устанавливается в торце нагревательной трубы, а другой приваривается в боковой части перпендикулярно первому.
  2. Оба патрубка крепятся с боковой стороны трубы. При этом оба отвода труб располагаются параллельно относительно друг друга и перпендикулярно в отношении основной нагревательной трубы.

Принцип работы самодельного котла:

  • в теплоносителе находятся катоды и аноды, то есть положительно и отрицательно заряженные электроды;
  • поскольку они пребывают под напряжением, запускается перемещение ионов, полярность которых периодически меняется (частота смены заряда составляет 50 раз/сек);
  • такое движение ионов приводит к трению, из-за чего температура жидкости повышается.

Недостатки самодельного нагревательного оборудования:

Рекомендуем к прочтению:Виды водородных котлов отопления и как сделать своими руками

  1. Теплоноситель постоянно находится под напряжением.
  2. Тепловой носитель перед заливкой в систему необходимо очищать от примесей и солей.
  3. В таких системах строго запрещено использовать в качестве теплоносителя антифриз. Для этого подходит только очищенная вода.

Индукционный котел

Котлы индукционного типа, которые работают на электричестве, нагревают теплоноситель за счет магнитного поля, создаваемого электрическим током.

Такие приборы состоят из следующих частей:

  • корпус агрегата;
  • катушка;
  • утеплитель;
  • сердечник, в котором происходит нагревание теплового носителя.

Важно! Индукционные котлы отличаются от электродной разновидности тем, что в них жидкая среда полностью изолирована от составляющих элементов, которые проводят электрический ток. Именно благодаря этому теплоноситель не находится под напряжением.

Для подключения медной обмотки катушки к сети используется специальная автоматика. За счет этого в катушке создается магнитное поле, разогревающее трубу, которая выполняет функции сердечника. Такой сердечник тут же начинает отдавать тепло циркулирующей жидкости. При этом корпус котла будет оставаться холодным, поскольку в его конструкции предусмотрен слой утепляющего материала.

Отдельно стоит сказать о сердечнике. Он не прямой, а изогнутой спиральной конфигурации. Это обеспечивает медленное продвижение теплоносителя по нему для лучшего прогревания жидкости. Индукционный котел может прослужить более 25 лет. Выход из строя произойдет по причине ржавления трубы, выполняющей функции сердечника.