Электрокотел своими руками для дома – как сделать?

Что нужно для самодельного электрокотла?

Прежде чем смастерить электрический котёл отопления для дома своими руками необходимо определиться с типом устройства (тэновый или электродный), а также подготовить все необходимые инструменты и материалы. Но если есть сомнения в знаниях и возможностях, то за работу лучше не браться. Малейшая ошибка может стать причиной того, что аппарат будет недееспособным либо будет спалена вся проводка в доме.

Чтобы создать электрический котел своими руками, понадобятся такие инструменты и материалы:

• 
  сварочное оборудование, желательно инверторного типа;
• большая и маленькая болгарки;
• электроды;
• диски по металлу, шлифовальный диск;
• молоток;
• рулетка, мел, маркер;
• стальная труба толщиной не менее 3 мм и диаметром 219 мм;
• 
  ТЭНы;
• фум лента для герметизации резьбовых соединений;
• металлический лист в 5 мм толщиной;
• штуцера под манометр и термометр.

Алгоритм того, как сделать электрокотел для обогрева жилища:

1. 
   Вырезать из трубы отрезок 500 мм длиной.
2. Сделать в отрезке два отверстия (на одной стороне либо на противоположных) под трубу 25 мм.
3. Вырезать отверстие сбоку снизу для установки ТЭНа.
4. Приварить к полученному отверстию трубу (диаметр 50 мм) с внутренней резьбой.
5. Взять трубу 25 мм и сделать из нее пять отрезков по 5-10 см (два будут использоваться для патрубков системы теплоснабжения, три – для ножек котла).
6. Вырезать из листа металла два блина диаметром в 231 мм. Один блин следует приварить с одного края электрокотла. Второй будет использован в качестве верхней крышки агрегата, поэтому в нем нужно сделать два отверстия под штуцера манометра и термометра, и приварить к котлу.

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.

Готовим инструмент

Перед тем как сделать любой электрический котел, нужно позаботиться о хорошем инструменте — это, пожалуй, наиболее слабое место. Собрать сами агрегаты несложно, но, к примеру, без сварочного аппарата это нереально.

Без сварочного аппарата собрать хороший домашний электрокотел не реально.

• Сварочный аппарат — лучше брать инверторный сварочник (цена начинается от 4700 р.);
• Резак — газовым резаком нужно уметь работать, поэтому для домашнего пользования берите плазменные модели (цена от 4300 р.);
• Болгарка — желательно иметь 2 болгарки, большую под диск 230 мм (цена от 2800 р.) и маленькую под диск 125 мм (цена от 1800 р.);
• Электродрель;
• Штангенциркуль;
• Молоток;
• Керн;
• Рулетка.

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.

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.

Схема обвязки котла

Прежде чем подключить оборудование, необходима схема обвязки электрического котла отопления дома. Главное в данной схеме – наличие электропитания. Просчитывается она в зависимости от предполагаемой системы теплоснабжения (двух либо одноконтурной) и мощности котельного аппарата. Надо сказать, что схема подключения электрического котла отопления чем-то схожа с установкой газовых приборов. Но имеет ряд отличий.

Важно помнить о некоторых моментах, которые влияют на качество и надежность работы обогревательного оборудования, чтобы избежать частых поломок во время эксплуатации.

Надо сказать, что обвязка электрического котла отопления – это его подключение к системе теплоснабжения. Для этого используются специальные элементы. При обвязке надо учитывать способ циркуляции теплоносителя по контуру. Электрокотел нужно монтировать в самой нижней точке конструкции. Это необходимо для того, чтобы обеспечить максимальный прогрев всех радиаторов. Нагнетающая труба должна располагаться над батареями на минимальной высоте.

Для установки ТЭНа, его нужно просто вкрутить по резьбе. Чтобы стык был герметичным, следует воспользоваться прокладками из жаростойкой резины. Манометр и термометр также устанавливаются достаточно просто. Подключать ТЭН к сети питания лучше через отдельный автомат в распределительном щитке. В завершении следует протестировать установку на наличие неисправностей. Для этого обогревательный контур нужно заполнить водой и включить ТЭН.

Таким образом, разработав на электрический котёл отопления своими руками чертежи, подготовив все необходимые инструменты и материалы, можно легко смастерить надежный отопительный агрегат. В итоге будет получен эффективный обогрев частного дома при минимальных затратах финансовых средств.

• 
  Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?
• 
   

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

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

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.

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.

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.

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.

Порядок работ:

1. Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м.
   На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
2. Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
3. Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
4. Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
5. Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
6. Засыпьте конструкцию землей.

Как подключить электрокотел

Сразу заметим, что подключение лучше доверить специалистам. Но если получилось соорудить самодельный котел, то с этим проблем возникнуть не должно.

Этап 1. Вначале нужно получить соответствующее разрешение от энергоснабжающей организации. Это необходимо для того, чтобы выяснить, достаточно ли будет новому котлу производимой электроэнергии без ущемления других пользователей.

Этап 2. Далее определяется место установки. Здесь все просто: если планируется естественная циркуляция жидкости, то прибор устанавливается в самой низкой точке системы, если с принудительной, то в любом удобном месте.

Этап 3. Электрокотел врезается в разрыв трубопровода (в месте соединения контуров).

Этап 4. Затем нужно подвести проводку. Для котла должна выделяться отдельная линия. Кабель, используемый для подключения, должен подходить для мощности контура, т. к. при малейшем сопротивлении упадет КПД, да и сама система может выйти из строя.

Этап 5. Остается лишь заземление. Для его создания отопительная система подключается к одному из заземленных металлических элементов дома (например, к арматуре).

Принцип работы котла

Качественный и функциональный котел в отопительной системе работает по принципу действия, схожему с иными котлами, но осуществляющими свою работу на ином альтернативном топливе. Суть его действия заключается на том, что ТЭН эффективно нагревает теплоноситель, то есть воду, которая предназначена для обогрева радиаторов. Как и в иных системах по отоплению, используется специальный принудительный способ циркуляционных процессов, который осуществляется посредством установленного насоса. Кроме того, может быть задействована естественная циркуляция.

Важно! Пристальное внимание требуется уделить тому, что большинство профессионалов советуют не устанавливать в систему особый циркуляционный насос. Говоря иными словами, нельзя применять принудительный циркуляционный процесс, если присутствует электрический котел.

В подобной ситуации рекомендуется получить помощь профессионалов, которые процесс отопления могут выполнить так, чтобы все работало исключительно по обычной естественной циркуляции.

Основные варианты современных электрокотлов

Итак, в основе работы всех электрокотлов лежит один и тот же принцип, а вот реализуется он по-разному. Известны три вида электрокотлов:

Агрегаты с ТЭНами

Роль нагревательного элемента в таком котле играет спираль из нихрома или другого сплава, которая без всяких ухищрений просто подключается к электросети. Спираль помещена в изогнутую металлическую трубку и засыпана кварцевым песком. Вся конструкция называется трубчатым электронагревателем или сокращенно – ТЭНом.

Электрокотел с ТЭНом

ТЭН монтируется внутри теплообменника и непосредственно контактирует с рабочей средой. Поэтому к последней предъявляются особые требования: вода должна быть обессоленной (иначе ТЭН быстро покрывается «шубой» из накипи), антифриз – можно применять только специальные марки.

Включать такой котел при пустом теплообменнике (без воды) нельзя – ТЭН сгорит.

Из всех электрокотлов ТЭНовые являются самыми доступными, а потому и наиболее популярными.

Котлы с индуктором

Как известно, для генерации электротока в каком-либо теле вовсе не обязательно подключать его к источнику – колебание электронов можно вызвать при помощи магнитного поля с изменяющимися параметрами. Такой процесс называется электромагнитной индукцией, а источник магнитного поля – индуктором.

В индукционном котле индуктором является катушка из провода, намотанного поверх теплообменника. Последний имеет вид обычной трубы, подсоединенной к отопительному контуру.

Пропуская через катушку переменный ток, мы превращаем ее в электромагнит – тоже переменный. Тот, в свою очередь, возбуждает магнитным полем в стенках теплообменника электроток (токи Фуко), от которого они и нагреваются. Таким образом, вся труба-теплообменник становится нагревателем, имеющим, по сравнению с ТЭНом, просто огромную площадь контакта с теплоносителем.

Для увеличения мощности теплообразования частота тока, пропускаемого через электромагнит, многократно увеличивается – с 50 Гц до 60 – 80 кГц. Эту задачу выполняет специальный электронный блок – инвертор.

К достоинствам индукционных котлов относят:

• быстрый нагрев;
• способность работать с абсолютно любым теплоносителем (допускается даже использование неподготовленной воды, так как из-за наличия поля и микровибраций накипь на стенках теплообменника не кристаллизируется);
• практически неисчерпаемый ресурс (нечему ломаться);
• цельный теплообменник (без врезок, через которые может просачиваться теплоноситель);
• при запуске без воды расплавиться может только труба, которая стоит очень дешево.

А вот что лежит на другой чаше весов:

• несмотря на экранирование, электромагнитное поле может нагревать металлические предметы, находящиеся рядом с прибором;
• по стоимости индукционный котел в несколько раз превосходит ТЭНовый.

Многие считают, что электрические котлы не имеют преимуществ, однако в некоторых случаях такое устройство может стать незаменимым. Как выбрать электрический котел отопления и когда его целесообразно использовать, читайте на нашем сайте.

Конструктивные особенности комбинированных котлов на дровах и электричестве рассмотрим тут .

А в этой теме http://microklimat.pro/otopitelnoe-oborudovanie/kotly/elektricheskij-dvuxkonturnyj.html вы найдете рекомендации по выбору двухконтурного электрического котла отопления, а также узнаете о преимуществах данного оборудования.

Котлы с электродами

Каждый знает, что вода после растворения в ней солей приобретает свойства электропроводника. Этим и решили воспользоваться создатели электродного котла. В теплообменнике такого агрегата установлены два электрода, на которые подается напряжение.

Если система заполнена теплоносителем, через него потечет электрический ток. При правильно подобранной концентрации солей сопротивление рабочей среды остается высоким и она сама становится электронагревателем.

Электродный котел в системе отопления

Электродные котлы хороши тем, что:

• имеют простейшую конструкцию (две проволочки в трубе) и не содержат ни одной дорогостоящей детали;
• не портятся при включении без воды (нет проводника – нет и электротока).

Однако, следует быть готовым к тому, что такие устройства:

1. Требовательны к составу теплоносителя.
2. Капризны в работе (владельцы таких котлов жалуются на частые срабатывания УЗО).

Котлы данного типа требуют регулярного обслуживания: сравнительно часто приходится менять постепенно растворяющиеся электроды.

Соблюдение техники безопасности

Начнем с того, что, прежде чем производить сборку и подсоединение электрокотла, вам нужно будет получить разрешение от поставщика электроэнергии. Это нужно для того, чтобы вы понимали, будет ли достаточно вашему котлу электричества, и не будет ли он работать в ущерб другим абонентам сети.

В принципе, монтаж этого агрегата лучше доверить профильным мастерам, но, если вам удалось самостоятельно собрать электродный котел, то вы должны и с его подключением справиться без проблем.

Подключение электрокотла в систему теплоснабжения называют термином «обвязка». Для того чтобы подключить ваш самодельный котел, нужно ознакомиться со схемой отопления дома или квартиры, обращая внимание на точки доступа к электропитанию. Схема подключения учитывает тип системы теплоснабжения — одноконтурный или двухконтурный — а также мощность самого котла.

Предлагаем вам посмотреть видео, посвященное монтажу и запуску электрокотла.

Опытные мастера советуют обратить внимание на следующие особенности монтажа электрокотла:

• прежде чем монтировать его, систему отопления нужно тщательно промыть водой с добавлением специальных очистительных средств;
• позаботьтесь о том, чтобы в системе отопления были предусмотрены предохранительный клапан и воздухоотводчик;
• отрезок трубы, соединяющей электрокотел с системой отопления, должен быть металлическим;
• температура воздуха при монтаже котла может колебаться от +10 до +40 градусов, влажность — не более, чем 75%;
• если вы живете в двухэтажном коттедже, то одного котла вам будет недостаточно. Нужно подключить два элекрокотла — по одному на каждую группу радиаторов.

При выборе места, куда будет подключен ваш самодельный котел, важно учитывать способ циркуляции по контуру теплоносителя. Тут есть лишь два варианта:

• если предполагается естественная циркуляция жидкости, то прибор нужно установить в нижней части системы. Это обеспечит максимальную эффективность прогрева радиаторов. При этом нагнетающая труба должна быть помещена над батареями на самой маленькой высоте;
• если вы предполагаете принудительную перекачку теплоносителя по системе, то электрокотел можно монтировать в любую ее часть.

Важно: занимаясь изготовлением, монтажом и запуском электродного котла отопления, необходимо придерживаться правил техники безопасности. Речь идет об электричестве и жидкости (теплоносителе), а это значит, что любая оплошность может привести к непоправимым последствиям.

Пользователи электрокотлов утверждают, что данный вид отопительных приборов обычно не вызывает нареканий в процессе эксплуатации, если следовать правилам техники безопасности.

Подводя итог, отметим, что собрать электрокотел для домашней системы отопления вполне под силу и не специалисту. Чтобы процесс прошел без неприятных сюрпризов, а результат вас порадовал, важно четко следовать инструкции, заранее позаботиться о том, чтобы под рукой у вас было все необходимое оборудование. Безусловно, элементарные навыки работы с электротехникой также необходимы.