Системе отопления отводится одно из основных вниманий при эксплуатации и строительстве частного дома. Эффективность ее работы зависит от многих факторов: от хорошо продуманной схемы расположения элементов и их качества, типа и вида котла, его мощности. На рынке представлено огромное количество отопительных котлов, среди которых почетное место занимает электрокотел. Обычно котел – это дорогое устройство, однако можно сэкономить на целом ряде опций, без которых ваша система отопления будет прекрасно функционировать, и сделать электрический котел своими руками.

Купить готовый или сделать электрический котел своими руками

Для того, чтобы определиться с выбором купить готовый или сделать котел самому, необходимо немного разобраться в том, действительно ли вам подойдет тот тип котла, который вы выбрали. Имея желание, соорудить любой тип котла не составит особого труда.

Основные виды отопительных котлов:

1. Газовые. Изготавливать самостоятельно данный вид котлов не рекомендуется, потому как к газовым приборам предъявляются специфические требования, которые в домашних условиях невозможно осуществить.
2. Электрические. Довольно неприхотливы, как в эксплуатации, так и в их конструкции. Такой котел, благодаря невысоким требованиям к монтажу и безопасности, вполне можно соорудить у себя дома.
3. Жидкотопливные. Конструктивно простые приспособления. Однако, есть сложность в регулировке и стоимости форсунок, которые подают в камеру сгорания топливо. Следует несколько раз подумать, прежде чем покупать или самому сооружать такой котел.
4. Твердотопливные. Имеют на рынке очень высокий спрос, благодаря своей универсальности, ведь их можно использовать практически в любых условиях и на любых объектах, от частных до коммерческих и промышленных. Неприхотливы и просты в конструкции и обслуживании.

Немаловажную роль играет материал из которого будет состоять ваша отопительная система. Наиболее долговечным материалом считается нержавеющая жаростойкая сталь. Но она же является и самым дорогим материалом, поскольку ее обработка требует специальной аппаратуры. Чугун дешевле нержавейки, однако так же сложен в обработке. Обычно для изготовления котлов используют листовую сталь, толщиной от 4 мм. Такой материал имеет отличные характеристики по долговечности и надежности, а также поддается обработке в домашних условиях, без специального технологического оборудования.

Несколько секретов: как сделать электрокотел

Последним пунктом в определении вида котла будет ответ на ряд вопросов, которые обязательно необходимо учесть, а именно – условия, при которых будет использоваться котел.

Условия, влияющие на конструкцию отопительного котла:

• Доступность материалов и их стоимость;
• Вид топлива, на котором они будут работать;
• Способ и принцип циркуляции теплоносителя.

Итак, вы изучили чертежи и принципы работы всех типов котлов, проанализировали место, где планируется установка отопительного агрегата, свои финансы, учли все условия и выбор ваш пал на электрокотел.

Огромным недостатком электрокотла является высокое потребление электроэнергии. Рекомендуется их устанавливать либо как дополнительный источник тепла в вашем доме, либо в местах, где ведется периодическое отопление, например, в гараже или на даче.

Основным элементом электрического котла является ТЭН (термоэлектрический нагреватель). Он используется для того, чтобы преобразовывать электрическую энергию в тепловую. ТЭН приобретается в готовом виде и подбирается индивидуально, учитывая площадь дома и пропускную способность системы. Например, для домов 50 и 80 кв. м., потребуются ТЭНы на 6 и 12 кВт соответственно. Допускается установка двух ТЭНов, их необходимо установить параллельно. Материал для корпуса особой роли не играет, поэтому подойдет любой материал, а защита от перегрева, реле, регуляторы и прочие детали, которые необходимы для работы продаются в любом магазине, который специализируется на данной продукции.

Конструктивная схема электрокотла

Оптимальным решением для обогрева небольшого коттеджа будет средних размеров отдельно расположенный электрокотел. Длина корпуса у такого котла не будет превышать и пол метра, а диаметр трубы будет равен 220 мм. Такие параметры дают большие возможности для его установки, только обязательно необходимо учитывать правила безопасности.

Конструкция электрического котла:

• Предохранительный клапан;
• Расширительный бачок;
• Фильтрационный узел.

Немаловажную роль играет то, каким образом будет производиться циркуляция энергоносителя. Она может быть естественной, для этого потребуется учесть перепады высот между баком котла и радиаторами, и принудительной – при помощи циркуляционного насоса. Использование принудительной циркуляции рекомендуется особенно в тех случаях, когда планируется установка блока теплого пола.

Герметичный корпус электрокотла – залог правильной работы агрегата. В корпусе должно присутствовать отверстие, через которое нагретый теплоноситель будет поступать в отопительную систему и патрубок обратной подачи остывшего теплоносителя.

Один из наиболее простых вариантов электрического котла – это установка ТЭНа непосредственно в систему отопления. Однако такой вид конструкции подойдет не каждому. В таком случае, можно собрать электрокотел со съемным патрубком. Такая конструкция предоставляет возможность оперативно заменить ТЭН или произвести ремонт водонагревателя , а шаровые вентили, установленные на входах в котел, позволят производить его ремонт, не сливая теплоноситель из системы.

Электрика и автоматика для электрокотла своими руками

Стабильную работу агрегата обеспечивает электрическая часть. Чтобы она функционировала, необходимо собрать электрощит и трехфазный ввод. Электрощиты, обычно, выполнены из металла.

Устройство электрощита:

• Тумблер;
• Автомат;
• Кнопки управления котлом;
• Реле;
• Магнитный пускатель.

Монтаж щита необходимо доверить квалифицированным специалистам. Однако, металлического щита и трехфазного ввода мало. Необходимым также является заземление нагревательного прибора. Для этого к электрощиту подводится отдельный «земляной» провод, который через щиток подключается к котлу. Заземление проверяется ежегодно специальной организацией, которая протоколирует все свои замеры.

Дополнительно установленные автоматические системы предоставляют удобство управления котлом. Автоматика призвана обеспечить безопасность эксплуатации нагревательного прибора.

Существуют специальные датчики, которые устанавливаются по всему дому. Они обеспечивают поддержание комфортной температуры, заданной пользователем. В случае аварийной ситуации, датчики могут дать сигнал на автоматическое отключение всей отопительной системы, предотвратив тем самым возможные убытки и порчу имущества.

Как произвести ремонт электрокотла своими руками

Наиболее частой и вероятной поломкой, с которой вы встретитесь при эксплуатации электрокотла будет сгоревший ТЭН. Его замена не представляется особо трудным делом, необходимо лишь соблюсти некоторые очевидные правила и правильную последовательность действий.

Порядок действий при замене ТЭНа:

1. Отключить котел от сети электропитания.
2. Слить весь теплоноситель из системы.
3. В случае затрудненного доступа к креплению ТЭНа, демонтировать электрокотел.
4. Отсоединить провода от ТЭНа, предварительно сделав пометку о порядке крепления проводов.
5. Демонтировать ТЭН. Для этого необходимо открутить болты или гайки, которыми он прикреплен к корпусу котла и вынуть неисправный ТЭН.
6. Вставить новый ТЭН и закрепить его, при этом нужно заменить водоизолирующую прокладку.
7. Повторить пункты с 1 по 4 в обратном порядке.
8. Проверить работоспособность котла и нового ТЭНа.

Нужный ТЭН вам помогут подобрать в специализированном магазине. Узнать необходимую модель можно либо в паспорте электрического котла, либо принести вышедший из строя нагревательный элемент в магазин и показать его продавцу.

Предлагаемый микроконтроллерный блок управления разработан и изготовлен взамен не обеспечивающего достаточного удобства эксплуатации штатного блока управления электрического котла отопления "ЭВАН ЭПО-7,5/220 B". Он может быть применён и для управления другими электронагревательными приборами.

После покупки и установки котла "ЭВАН ЭПО-7,5/220 B" выявились недостатки блока управления, которым он укомплектован. Главный из них - одновременное включение и выключение трёх установленных в котле электронагревателей. Возникающие при этом броски тока и перепады напряжения в сети настолько велики, что вызывают сбои в работе некоторых, питающихся от неё же, электронных приборов. Случались даже выходы их из строя. Кроме того, мощный контактор, периодически включавший и выключавший нагреватели для поддержания заданной температуры, грохотал на весь дом, а висевший на стене блок, в котором он был установлен, при этом "подпрыгивал", пока не упал и не разбился. Было решено не ремонтировать этот блок, а разработать и изготовить новый, по возможности устранив недостатки и расширив выполняемые функции.

Новый блок управления был сделан четырёхканальным с электронной коммутацией. Три канала управляют нагревателями с разносом по времени, что значительно снижает броски потребляемого от сети тока. Контактор используется лишь для аварийного отключения нагревателей в случае перегрева котла. Четвёртый канал управляет водяным насосом системы отопления. Предусмотрен режим быстрого разогрева котла до заданной температуры при выключенном насосе с последующим его включением для подачи горячей воды в систему отопления.

Новая система, как и старая, стабилизирует температуру воды на выходе из котла, хотя есть возможность переключиться на её стабилизацию на входе. Если подключить к блоку управления датчик температуры воздуха в помещении, система автоматически переходит в режим стабилизации этого параметра.

Схема нового блока управления вместе с датчиками температуры и исполнительными устройствами (нагревателями и водяным насосом) изображена на рис. 1. Систему отопления включают и выключают выключателем SA1, подающим сетевое напряжение на модуль питания. После этого начинают работать все остальные модули блока управления. На нагреватели ЕК1-ЕК3 напряжение 220 В поступает через контактор KM1, автоматы защиты сети SA3-SA5 и модуль симисторных коммутаторов, управляемых сигналами, формируемыми в микроконтроллерном модуле. Тип контактора - NC1 -25. Когда котёл нормально работает, его контакты замкнуты.

Цепь управления двигателем M2, приводящим в движение водяной насос, в которую входят автомат SA2 и один из каналов симисторного модуля, отличается лишь тем, что её размыкание контактором KM1 не предусмотрено. Это необходимо, чтобы в случае аварийного отключения нагревателей насос продолжил работать, обеспечивая циркуляцию воды в системе отопления и её ускоренное охлаждение. Теплоотводы симисторов, коммутирующих нагреватели и насос, обдувает двухскоростной компьютерный вентилятор M1 типоразмера 80x80x20 мм с напряжением питания 12 В.

К модулю симисторных коммутаторов подключены двухцветные светодиоды HL1-HL4. Их кристаллы красного цвета свечения включаются при подаче сетевого напряжения на входы соответствующих симисторных коммутаторов, а зелёные - при открывании их симисторов. В последнем случае цвет свечения светодиода становится жёлтым, это сигнализирует о том, что на нагреватель или насос сетевое напряжение подано. Диоды VD1-VD8 защищают светодиоды от обратного напряжения.

Датчики температуры воды на выходе из котла (BK1), на его входе (BK2), а также температуры воздуха в отапливаемом помещении (BK3) подключены к микроконтроллерному модулю через модуль питания и межмодульных соединений. На выводах датчиков BK1 - BK3 смонтированы детали фильтров (соответственно R1C1, R2C2, R3C3). К выводам 1, 2 датчиков и свободным выводам резисторов припаяны, согласно схеме, провода коротких отрезков стандартных USB-кабелей с вилками разъёмов USB-A.

В качестве корпусов для датчиков ВК1 и ВК2 использованы стандартные автомобильные датчики температуры охлаждающей жидкости 19-3828, из которых удалены все "внутренности". Датчики DS18B20 вместе с припаянными к ним деталями и концами кабелей вставлены в образовавшиеся полости и залиты автомобильным герметиком.

После затвердевания герметика датчик ВК1 ввинчивают на место ранее имевшегося датчика температуры воды на выходе из котла. Диаметр и шаг резьбы подходят. Чтобы установить датчик ВК2, необходимо сделать вставку с резьбовым отверстием в трубопроводе, подводящем воду к котлу.

На датчик ВКЗ и конец ведущего к нему кабеля для защиты от внешних воздействий надевают отрезок термоусаживаемой трубки. Этот датчик помещают в удалённом от источников тепла и защищённом от сквозняков месте отапливаемого помещения.

С разъёмом Х5 модуля питания и межмодульных соединений датчики ВК1-ВКЗ соединены кабелями, сделанными из USB-удлинителей с кабельными розетками USB-A. качестве термовыключателя SF1, сигнализирующего о недопустимом перегреве воды, использован ТМ108 - стандартный автомобильный выключатель вентилятора системы охлаждения двигателя. Место для его установки в котле имеется, шаг и диаметр резьбы подходят. Контакты этого выключателя замыкаются, когда температура воды в котле достигает 92 о С, что приводит к немедленному отпусканию якоря контактором KM1 и выключению всех нагревателей. Размыкаются контакты выключателя SF1 при понижении температуры воды до 87 о С.

Для анализа сигналов датчиков и формирования сигналов управления нагревателями и другими устройствами системы применён универсальный микроконтроллерный модуль, описанный в , со специально разработанной программой. Чтобы взамен графического ЖКИ подключить к нему светодиодные индикаторы, модуль подвергся небольшой доработке. Удалён регулировавший контрастность ЖКИ подстроечный резистор R15 (нумерация элементов модуля - согласно схеме на рис. 1 в ). Освободившиеся в результате этого два контакта разъёма X4 использованы для передачи дополнительных сигналов управления светодиодными индикаторами. Для этого контакт 2 соединён с выходом PC7 (выводом 28), а контакт 18 - с выходом PD7 (выводом 30) микроконтроллера DD1.

Схема подключаемого к микроконтроллерному модулю взамен ЖКИ модуля светодиодной индикации и управления изображена на рис. 2. В нём установлены трёхразрядные семиэлементные светодиодные индикаторы HG1 - HG3 с общим катодом, на которые выводятся сведения о работе котла. Они зависят от выбранного режима работы системы отопления.

Информацию для отображения на индикаторах HG1-HG3 микроконтроллер формирует в виде последовательного 24-разрядного кода, который три соединённых последовательно восьмиразрядных сдвиговых регистра преобразуют в параллельный код, подаваемый на аноды элементов индикаторов. Первый из этих регистров находится в микроконтроллерном модуле (DD2 по его схеме). Он обслуживает индикатор HG1. Два других (DD1 и DD2 в рассматриваемом модуле индикации) обслуживают соответственно индикаторы HG2 и HG3. Первым в 24-разрядный регистр загружается значение старшего разряда регистра DD2, последним - значение младшего разряда регистра DD2 микроконтроллерного модуля.

Светодиоды HL1-HL3 модуля индикации отображают сформированные микроконтроллерным модулем сигналы управления нагревателями, соответственно ЕК1, ЕК2 и ЕКЗ. Светодиод HL4 включается, когда температура воды в котле падает, а HL5 - когда она растёт. С помощью кнопок SB1-SB4 переключают режимы работы системы и изменяют их параметры.

Схема модуля симисторных коммутаторов представлена на рис. 3. В нём четыре одинаковых канала. Позиционные обозначения элементов каждого из них снабжены префиксами, совпадающими с номерами каналов. Управляющие сигналы, сформированные мик-роконтроллерным модулем, поступают через разъём X1 на излучающие диоды симисторных оптронов 1U1-4U1, обеспечивающих гальваническую развязку между управляющими и исполнительными цепями.

Применённые оптроны MOC3063 имеют узлы привязки моментов открывания фотосимисторов к моментам перехода приложенного к ним напряжения через ноль. Это значительно уменьшает уровень коммутационных помех. Исполнительные элементы коммутаторов - мощные симисторы 1VS1-4VS1, установленные на теплоотводах, которые обдувает вентилятор M1 (см. рис. 1).

Узел управления этим вентилятором, подключаемым к разъёму X3, собран на транзисторе VT1. Сигнал включения вентилятора поступает от микроконтроллера на разъём X2 одновременно с появлением на X1 сигнала, включающего любой из нагревателей, а снимается спустя установленное время после выключения последнего из работавших нагревателей. Это обеспечивает быстрое охлаждение нагревшихся симисторов.

Все силовые входы (через резисторы 1R5-4R5) и выходы (через резисторы 1R6-4R6) каналов коммутации соединены c разъёмом XP4, к которому подключают светодиоды-индикаторы подачи сетевого напряжения на входы (контакты XT1-XT4) коммутаторов и его появления на контактах разъёма X5, к которым подключены нагреватели и насос.

На рис. 4 изображена схема модуля межмодульных соединений и питания маломощных узлов. Трансформатор Т1 понижает сетевое напряжение 220 В до 15 В, которое затем выпрямляет диодный мост VD1. После сглаживания пульсаций конденсаторами С2 и С3 выпрямленное напряжение стабилизируют интегральные стабилизаторы DA1 и DA2. Первый выдаёт напряжение 12 В для питания реле K1 и вентилятора М1 (см. рис. 1), второй - 5 В для питания микроконтроллерного модуля. В модуле питания находится также узел управления контактором аварийного отключения нагревателей, состоящий из транзистора VT1 и реле K1.

Разъём ХЗ соединяют с микроконт-роллерным модулем, а Х4 - с датчиками температуры. На разъём Х5 выведены сигналы управления нагревателями и насосом, а также питающие напряжения для модуля коммутации.

Детали каждого модуля блока управления котлом монтируют на отдельной печатной плате из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертёж платы микроконтроллерного модуля имеется в . Подстроечный резистор R15 на ней не устанавливают, а контакты 2 и 18 разъёмаX4 соединяют с указанными ранее выводами микроконтроллера перемычками из изолированного провода. Других доработок не требуется.

Продолжение следует

Литература

1. Киба В. Универсальный микроконтрол-лерный модуль с графическим ЖКИ. - Радио, 2010, № 3, с. 28-30.

2. 6-pin DIP zero-cross phototriac driver optocoupler. - http://mkpochtoi.narod.ru/ MOC3061_MOC3062_MOC3063_zerocross_ ds.pdf.

Дата публикации: 24.11.2014

Мнения читателей

• Владимир / 08.04.2017 - 18:33
  Прибор собрал за что большое спасибо. Хотел узнать по доработке программы.
• прохожий / 21.04.2015 - 17:58
  А зачем такой режим,при котором теплоноситель нагревается только в котле а затем насосом вбрасывается в систему?

Электродные котлы обладают предельно простой конструкцией. Они обеспечивают сравнительно быстрый нагрев теплоносителя в отопительной системе и позволяют немного экономить на электроэнергии. Отдельные умельцы изготавливают их самостоятельно, снижая затраты на создание отопительной системы. Как сделать электрокотел Скорпион своими руками? Для этого понадобятся инструменты и исходные материалы.

Инструменты и оборудование для электрокотла

Что нужно для того чтобы собрать электрический котел своими руками? Если вы решились на такой эксперимент, запаситесь инструментами и исходными материалами . Для проведения работ понадобятся:

• Стальная труба – диаметр от 50 до 100 мм, длина – 250-300 мм;
• Электрод – крайне желательно, чтобы он был сделан из такого же материала, как и сама труба;
• Трубки меньшего диаметра – для подключения к отопительной системе;
• Изолятор для электрода – можно сделать самому или заказать в токарной мастерской;
• Провода для подключения к электросети;
• Провод для подключения к заземлению;
• Термостойкая краска.

Из инструментов понадобятся сварочный аппарат и ножовка. Теперь давайте разберемся, как сделать электрокотел отопления на 220 В своими руками.

Собираем электрокотел своими руками

Если вы собираетесь сделать электрокотел своими руками, чертежи и принципы работы вы найдете в нашем обзоре. Перед сборкой следует удостовериться в наличии необходимых инструментов и оборудования. Для начала разберемся в принципах работы электродных котлов – ничего сложного в них нет, технология простая и проверенная.

Принцип работы ТЭНового котла довольно прост, ТЭН нагревает воду которая соприкасается с ним напрямую.

В классических электрических котлах нагрев теплоносителя осуществляется с помощью ТЭНов с терморегулятором или без. Нагревательные элементы обладают некоторой медлительностью – от включения до выхода на рабочий режим проходит много времени. К тому же, они небезопасны, так как по их вине нередко происходят пожары. В стандартных котлах ТЭНы располагаются внутри трубы небольшого диаметра, по которой проходит теплоноситель – он разогревается и нагревает отопительную систему.

Также в конструкции ТЭНовых котлов присутствуют температурные датчики, определяющие степень нагрева теплоносителя – по ним выполняется регулировки. Возможен и другой способ контроля, по воздушному температурному датчику. Подсоединяются оба вида датчиков к внешним системам автоматики, отвечающим за пуск и остановку оборудования.

Описание принципа работы

Принцип работы электродных котлов другой:

Электродные котлы нагревают воду за счет ионов, образовавшихся в воде в результате подачи на электроды переменного тока.

• Вместо ТЭНов в трубе располагаются один или три электрода (для однофазных или трехфазных котлов) ;
• При подаче электроэнергии в трубе начинается ионный обмен;
• Теплоноситель разогревается и передает тепло в трубы и радиаторы.

Многим из читателей знаком армейский кипятильник, состоящий из двух лезвий для бритья и двух проводов. Он быстро согревает воду, после чего она используется для заварки чая и прочих пищевых нужд. Но этот кипятильник потребляет огромное количество электроэнергии – его эксплуатация часто приводит к срабатыванию УЗО в щитке. Аналогичный принцип используется в электродных котлах.

Для того чтобы электродный котел работал более эффективно, в теплоноситель добавляют соль, соду или специальные присадки. Они увеличивают электропроводность воды и улучшают прогрев системы.

Сборка электродного котла

Схема простого электродного котла для систем отопления.

Теперь мы попробуем собрать электрокотел для отопления дома своими руками. При указанных размерах используемой трубы мы получим устройство, мощность которого составит около 4-5 кВт – этого хватит для обогрева помещений площадью до 40-50 кв. м. Берем трубу и приступаем к ее осмотру – она должна быть целой, без трещин и следов ржавчины. При наличии ржавчины ее следует удалить мелкой наждачной бумагой.

Привариваем к трубе два болта – к ним будут подключаться ноль и заземление. Таким образом, корпус трубы станет у нас наружным электродом. Далее ввариваем входные и выходные патрубки – они послужат для подключения к отопительной системе. Входной патрубок располагается снизу, а выходной патрубок выводим сверху. Верхнюю крышку можно приварить, а можно выполнить в трубе внутреннюю резьбу и сделать крышку съемной.

Съемная верхняя крышка обеспечит удобство проведения технического обслуживания котла – вполне вероятно, что в будущем его придется прочищать от накопившихся солей и шлаков. Если неохота связываться со съемными крышками, то вы можете их приварить.

При сборке электродного котла будьте внимательны, не допустите соприкосновения электродов между собой.

Самое сложное – сделать нижнюю крышку и вставить в нее электрод. Мы рекомендуем делать крышку съемной, чтобы электрод можно было легко вытащить и поменять . Внутренний электрод не должен соприкасаться с внутренними стенами и самой крышкой. Для создания изоляции следует воспользоваться готовыми изоляторами из стеклотекстолита или фторопласта. Процедура может показаться трудоемкой, но если у сборщика есть «прямые руки», то он справится с данной задачей.

Обе крышки, верхнюю и нижнюю, следует герметизировать резиновыми прокладками. Длина внутреннего электрода должна быть такой, чтобы он не касался противоположной стенки (она же верхняя крышка).

Установка электрического котла

Наш самодельный электродный котел готов, осталось проделать последние шаги:

• Смонтировать котел и подключить его к отопительной системе;
• Заполнить систему теплоносителем и проверить ее герметичность;
• Выполнить электрические подключения.

Проверка системы отопления под давлением проводится с помощью специального аппарата, называемого опрессовщиком.

Электродные котлы монтируются в вертикальном положении, таким образом, чтобы электрический вывод для подключения центрального электрода находился снизу. Соединяем входные и выходные патрубки с отопительной системой, после чего заполняем отопительную систему теплоносителем. Внимательно просматриваем все соединения на предмет протечек. Если есть возможность, следует проверить герметичность смонтированной самостоятельно системы отопления под давлением – максимальный показатель для подобных систем составляет не выше трех атмосфер.

Если с герметичностью все нормально, приступаем к электрическим подключениям. Так как мощность нашего котла составляет больше 3 кВт, протягиваем от электрического щита отдельную электрическую линию. Обратите внимание, что ставить УЗО не нужно – они не работают совместно с электродными котлами. Фаза подключается к центральному электроду, ноль – к корпусу. Сюда же, к корпусу, подключается заземление (для этого к корпусу нашего котла приварены два болта). Заземление рекомендуется подсоединять медным проводом сечением 4 мм.

Электродные котлы вырабатывают большое количество гидролизных газов. Поэтому отопительная система, работающая на таких котлах, должна оснащаться спускником воздуха.

Подача электроэнергии на котлы осуществляется в ручном режиме или с помощью специальной автоматики. Потребляемая мощность замеряется амперметром. Здесь нужно проследить, вышло ли оборудование на рабочий режим. Если учесть, что мощность котла составляет 4-5 кВт, то сила тока в цепи должна составлять от 18 до 22 А (при питающем напряжении 220 Вольт). Если сила тока недостаточна, в теплоноситель добавляется раствор соды или соли.

В процессе эксплуатации системы вы сможете заметить, что она не всегда работает стабильно. Все дело в изменении параметров теплоносителя – его электрическая проводимость меняется, сопротивление падает. Поэтому нужно регулярно контролировать состояние теплоносителя и добавлять в него соли и присадки.

Видео

Отопление дома при помощи электричества — наиболее технологичный вариант. Электрическая энергия без потерь преобразуется в тепловую, удобно и дешево транспортируется.

Есть ряд типовых решений для организации отопления — тепловые насосы, обратные кондиционеры, керамические инфракрасные излучатели, конвекторы, электрокотлы . Популярной является установка электрического котла.

Электрический котел для отопления дома

Преимущества установки центрального электрического отопителя:

1. Применение других видов топлива параллельно с электричеством.
2. Возможность встроить в уже существующую систему отопления.
3. Экономия на нагревателях.
4. Простота конструкции и ремонтопригодность.
5. Экономия при наличии дифференцированных тарифов на отопление.
6. Низкая стоимость оборудования , возможность дистанционного контроля.
7. Доступность технологии, возможность собрать отопитель своими руками.
8. Возможность установки в систему отопления частного дома и подсобных помещений.
9. Оптимальное решение при наличии альтернативных источников энергии: солнечной панели или ветрогенератора.

Устройство электрокотла

Есть различные методы реализации электрического котла, но любой содержит три компонента:

1. Нагреватель.
2. Корпус.
3. Группа управления и безопасности.

Различия электрических котлов, как правило, это вариации этих параметров и опций.

Как работает

Устройство подключено к жидкостной системе отопления . Система заполнена теплоносителем, который нагревается ТЭНом. Насос или гравитация постоянно заставляют жидкость циркулировать.

Жидкость отдает тепло в помещение через теплообменники — батареи. Холодная жидкость подается опять к котлу.

На протяжении магистрали или в определенных точках помещения устанавливаются датчики. Они подают сигнал на контроллер, который снижает или повышает напряжение или выключает котел.

Управление электрическим котлом в зависимости от схемы подключения и применяемых комплектующих бывает ступенчатым или плавным.

Подбор мощности нагревателей зависит от размеров емкости нагревателя и мощности радиаторов. Установка слишком мощных нагревателей способно привести к закипанию теплоносителя и разрыву системы.

Внимание! Для повышения безопасности применяйте предельный механический термостат с реле , который предупредит закипание жидкости, если электроника контроллера не справится.

Подключение к сети и блок управления

Для безопасного подключения к сети потребуются:

1. Провода соответствующего сечения . Сечение рассчитывается исходя из мощности и длины, для мощной системы лучше подключение силового кабеля и 380 вольт.
2. Заземление : металлические детали стоит присоединить к контуру заземления.
3. Отдельный дифавтомат — выключит потребителя, если защитная трубка проржавеет и будет «пробивать» в дом.

Чтобы регулировать силу тока, приобретают:

1. Контроллер или блок управления.
2. Амперметр.
3. GPS-модуль.
4. Механический клапан , отключающий электроэнергию при закипании жидкости в котле (надежный механизм, работает от давления).

Схемы самодельных электрокотлов

Домашний мастер без труда соберет электрический обогреватель в своей мастерской . Есть ряд схем и решений, которые оптимальны для различных условий.

Из чугунной батареи с ТЕНом

Если обогреть планируется небольшое утепленное помещение (бытовка, гараж, изолированная комната) дешевым вариантом будет превращение чугунной батареи в электрический обогреватель. Этот вариант выполняет роль электрического котла и теплообменника.

Для сборки потребуется:

ТЭН устанавливается в нижнюю пробку батареи. Если батарея будет изолирована, противоположные пробки заглушены, а над ТЭНом в пробку врезается дополнительный расширительный бачок, который служит также «лейкой» для заполнения и развоздушивания батареи.

Если батарея будет служить электрокотлом, к противоположной стороне батареи внизу подключается подача холодной воды, вверху батареи — отбор холодной воды.

Обязательно при монтаже применяем правила безопасного монтажа электропроводки.

Внимание! При малом сечении проводов, не заизолированных скрутках или слабых контактах есть риск пожара.

Вам также будет интересно:

Из трубы

Есть следующие виды электрических котлов, изготавливаемых из трубы.

Индукционный

Работает на принципе электромагнитной индукции.

Внутрь пластиковой трубы помещается металлический штырь.

Сверху через диэлектрик навивается спираль из толстого медного провода.

На провод подается постоянный ток, сердечник нагревается и передает температуру протекающему теплоносителю.

С теплоэлектронагревателями

Простейший котел можно собрать из металлической толстостенной трубы или огнетушителя на 10 килограммов. Нагреватель в этой системе — обычный ТЭН. Он состоит из нагревающейся нихромовой спирали, погруженной в теплопередающий сердечник и гидроизолирующую оболочку. ТЭН, по сути, бытовой кипятильник.

ТЭН устанавливают как внизу, так и вверху емкости. Спирали нагревателя легко вставляются и вынимаются без проведения сварочных работ, так как срок службы нагревательных спиралей ограничен, их потребуется периодически менять. Нить нагревателя при пропускании тока раскаляется, и греет воду.

Если требуется большая мощность, можно собирать проточный комбинированный котел из нескольких блоков, соединенных перемычками.

Электродный котел

​

Суть работы электродного котла — принцип электролиза . Котел состоит из трубки — корпуса, внутрь которой через диэлектрическую прокладку опущен штырь из металла. Корпус подключен к «нулевой» фазе и заземлен.

С одной стороны корпуса — подача холодной воды, с другой — отвод нагретой. Важный элемент — теплоноситель, в него добавляются определенные присадки.

Вода нагревается за счет движения электронов между анодом и катодом.

Электродный котел своими руками несет потенциальную опасность. Система отопления в этом случае является элементом электрической цепи. Если провод заземления из-за каких-то причин повредится, система становится опасной — если коснуться корпуса, можно получить удар током.

Изготовление своими руками

Постройка котла состоит из двух этапов — проектирование и сборка.

Проектирование и подготовка чертежа

​

На этапе проектирования определяют:

1. Вид котла. Разница в КПД котлов небольшая, поэтому лучше выбрать проверенную годами ТЭНовую схему.
2. Мощность котла . Определяется по сумме мощностей нагревателей и зависит от теплопотерь помещения, а также тепловой мощности батарей.
3. Общую схему и рисуют проект.

Сборка

Сборка состоит из нескольких этапов.

Поиск и подготовка

Для нашей конструкции потребуется обрезок трубы 150 мм диаметром , две заглушки, электронагреватели, штуцера для входа/выхода теплоносителя, подключения нагревателей и клапана развоздушки.

Обработка материалов

Трубу требуется герметично заварить, подключить штуцера. Для этого обращаемся к знакомым сварщикам. Задача облегчается, если есть корпус от огнетушителя — он выполнен из стойкой к коррозии стали, толщина и габариты вполне подойдут. Остается только приварить резьбовые соединения.

Окончательная сборка

Чтобы собрать электрический котел, нам потребуются:

1. Инструменты : разводные и рожковые сантехнические ключи, отвертка и индикатор электричества.
2. Расходники : уплотнительные прокладки, льняная пакля или фум-лента.

Сборка идет по логическим этапам:

• Присоединение ТЭНов в корпус . Желательно, чтобы они располагались в нижней части — так нагрев будет равномернее.
• Монтаж к стене. Для этого заранее привариваются монтажные кронштейны. Можно воспользоваться стяжными хомутами.
• Подключение к системе отопления . Все соединения должны быть с кранами — это облегчит снятие электрического котла в случае ремонта.
• Присоединение к контактам ТЭНа электрических проводов. Подключать лучше через регулятор мощности.
• Обязательно заземлить корпус. Это исключит поражение электрическим током в случае «пробоя» изоляции нагревателя.

Испытания

Котел запускается только на заполненной системе отопления. При проверке особое внимание стоит уделить целости контактов, наличия электрического «пробоя». Для этого потребуется индикатор. Если при присоединении проводов лампочка индикатора светится - отключаем прибор и проверяем, где произошла утечка тока.

Отопление с использованием электричества не слишком выгодно, зато дает массу преимуществ: комфортная эксплуатация, сравнительно невысокая цена оборудования, безопасность. Данная статья посвящена установке и подключению электрокотла в частном доме. Изучив наше подробное руководство, любой мастеровитый домовладелец без проблем выполнит монтаж электрического котла своими руками.

Если вы еще не выбрали электрический котел

Выбор отопителя, действующего совместно с водяной системой обогрева, выполняется по мощности и принципу работы (от последнего зависит стоимость оборудования). С функциональностью у электрокотлов проблем нет – любая модель комплектуется блоком автоматики. К нему при желании подключаются различные периферийные устройства – погодные датчики, комнатные либо накладные термостаты и модули GSM для управления с мобильного телефона или через интернет.

Важное замечание. Некоторые производители, например, «Галан», Protherm или «Эван» требуют в инструкции по эксплуатации, чтобы монтаж и подсоединение электрокотла к сети выполнял специально обученный персонал. Самостоятельное подключение повлечет отказ от гарантийных обязательств.

После окончания работ мастера делают пометку в техническом паспорте изделия

Перед выбором и покупкой обогревательного прибора уточните, сколько электрической мощности выделено вашему жилищу управляющей компанией. Может статься, ее не хватит для индивидуального электрообогрева. Момент второй: однофазная сеть напряжением 220 вольт способна питать котлы, потребляющие до 12 кВт/ч включительно. Более мощные водонагревательные аппараты подключаются к трехфазной электросети 380 В.

Определение тепловой мощности

Данный показатель рассчитывается по стандартной формуле: вычислите отапливаемую площадь загородного дома или дачи, затем умножьте квадратуру на 0.1 кВт. Получите потребность в тепловой энергии, которую должен перекрыть электрокотел.

Учтите ряд нюансов:

Пример. Небольшой домик 100 м² в среднем требует 100 х 0.1 = 10 кВт теплоты. Мощность электроотопительной установки – 10 х 1.2 (20%) = 12 кВт. Необходим нагрев воды на хозяйственные нужды – умножаем на коэффициент 1.5 и получаем 15 кВт.

Для получения более точных результатов предлагаем изучить методику

Какой тип нагревателя лучше

1. Традиционные, оснащенные трубчатыми электронагревателями (ТЭНами).
2. Электродные, где подсоленный теплоноситель прогревается за счет прохождения тока через воду.
3. Индукционные аппараты греют жидкость вихревыми токами Фуко, возникающими в металлическом сердечнике многовитковой катушки.

Электрическая мини-котельная с трубчатыми нагревателями (ТЭН), полностью укомплектованная оборудованием

Ценный совет. Не слушайте россказни продавцов, расхваливающих экономичность тех или иных электрокотлов. Они любят применять выражения «энергосберегающий», «вечный», «экономный» и так далее. Запомните: все типы обогревателей одинаково эффективно преобразуют электрическую энергию в тепловую с КПД 98-99%.

Первое место в рейтинге пользователей занимают ТЭНовые отопители. Единственное слабое место – сам нагревательный элемент – давно защищают керамикой, вдобавок его легко заменить. Современные модели теплогенераторов представляют собой настенные мини-котельные со встроенным расширительным баком и циркуляционным насосом. Есть более простые версии, включающие только нагреватели и блок автоматики.

Самый дешевый и надежный вариант – электродный котел со шкафом управления, изображенный на фото. Его недостатки:

• громкие звуки включения от срабатывания контактора или магнитного пускателя;
• постепенное вырождение солей в теплоносителе, снижающее эффективность нагрева, из-за чего воду в системе отопления придется подсаливать 1-2 раза в месяц;
• электроаппарат стабильно работает с радиаторами, но плохо совместим с теплыми полами, где надо поддерживать невысокую температуру теплоносителя 35-50 °С.

Индукционные электрокотлы для отопления частного дома довольно дороги, причем к надежности аппаратов есть вопросы. Известны случаи перегорания фазы внутри катушки, мощность теплогенератора падала на треть. Устранить поломку весьма проблематично.

Индукционный отопитель греет воду металлическим сердечником, находящимся в вихревом поле катушки

Указания по монтажу отопителя

Электрические водогрейные котлы всех типов рассчитаны на крепление к стене и комплектуются монтажными скобами либо хомутами. Пояснять разметку и забивку дюбелей нет смысла – каждый домовладелец знает, как это делается.

Для справки. В напольном исполнении продаются универсальные электро-дровяные и угольные котлы, описываемые в .

Другой вопрос – как правильно выбрать помещение и конкретное место монтажа электрокотла. С одной стороны, нормативные документы не запрещают ставить теплогенератор в любой комнате. С другой стороны, существуют правила пользования электроустановками (ПУЭ), накладывающие ограничения на размещение теплосиловых устройств большой мощности.

Настенную версию можно повесить хоть в коридоре, но туда придется тянуть все коммуникации

1. Учитывая большой ток в цепи работающих электронагревателей, приборы лучше устанавливать в отдельном техническом помещении, например, топочной или гараже. Цель – ограничить доступ к силовому электрооборудованию и защитить аппараты от воздействия влаги.
2. ТЭНовые мини-котельные допускается размещать в кухне либо прихожей. Но учтите важный нюанс: туда придется тянуть главную магистраль системы отопления и мощный силовой кабель. Вряд ли эти коммуникации гармонично впишутся в интерьер, разве что заделать трубы в стену.
3. При монтаже теплогенератора на деревянную стену либо другую сгораемую перегородку соблюдайте требования, предъявляемые к навесным газовым котлам. Под заднюю часть корпуса, прилегающую к дереву, проложите лист кровельной стали или базальтового картона, как сделано на фото.
4. Обеспечьте подход и доступ к отопителю для удобства подключения и обслуживания. Индукционные и электродные котлы устанавливайте с таким расчетом, чтобы рядом поместить расширительный бак и насос. Шкаф управления располагайте на высоте 1.5-1.8 м от пола.

   Рекомендуемые отступы до котельного агрегата «Протерм Скат», указанные в инструкции

5. Кабели прокладывайте выше отопительных и канализационных трубопроводов, дабы их не залило водой в случае прорыва.
6. Трубы отопления не должны нагружать своим весом присоединительные штуцеры агрегата.

Важно! Корпус электрокотла обязательно присоедините к заземляющей шине. Если таковая отсутствует, сделайте на улице контур заземления и проложите в котельную. Подробную инструкцию найдете ниже.

Как правило, электрический генератор тепла выступает в роли резервного аппарата при основном твердотопливном либо газовом котле. Значит, нужно правильно скомпоновать теплогенераторы и вспомогательное оборудование, чтобы вышло минимум пересечений трубопроводов. Обдумайте и нарисуйте схему заранее.

Обвязка электрокотла с системой отопления

Мини-котельные настенного типа со встроенным расширительным баком, насосом и группой безопасности эксплуатируются в закрытых системах отопления с принудительной циркуляцией, работающих под давлением. Подключение предельно простое и не требует отображения в виде схемы: подающий и обратный трубопровод подсоединяются к соответствующим патрубкам электрокотла.

Примечание. Автоматика подобных теплогенераторов следит за давлением в отопительной сети посредством датчика. При напоре теплоносителя ниже установленного порога (обычно – 1 Бар) аппарат не включится.

• когда нужно установить агрегат, не оснащенный собственным насосом и расширительной емкостью;
• параллельная работа в паре с твердотопливным либо газовым котлом;
• обвязка с ;
• подключение двухконтурной версии агрегата к магистралям отопления и ГВС;
• соединение с бойлером косвенного нагрева.

Группа безопасности защищает систему от превышения давления и сбрасывает лишний воздух

Первая схема иллюстрирует подключение электродного либо индукционного котла к отопительной сети закрытого типа с . На прямом выходном участке подающей трубы ставится , после нее – отсекающий шаровой кран. Насос и фильтр - грязевик с одинаковым успехом ставятся на подаче или обратке.

Примечание. На этой и последующих схемах условно не показан трубопровод подпитки. Его следует врезать в обратную магистраль отопления.

Аналогичным образом подсоединяется ТЭНовая версия электрокотла, не оборудованная расширительным баком, группой безопасности и насосом. Если же требуется организовать подключение к самотечной (гравитационной) системе отопления открытого типа, то трубопроводы прокладываются с уклоном 3 мм на каждый погонный метр, а циркуляционный насос монтируется на .

Способность работать самотеком не дает схеме большого преимущества — без электричества котел все равно отключится

В верхней точке сети размещается открытый расширительный бачок. Для обеспечения стабильного самотека производитель электродных котлов «Галан» рекомендует выдержать высоту вертикального участка между отопителем и емкостью 2 метра. Соответственно, бак выносится на чердак частного дома.

Замечание. Установка настенного электрокотла, чьи патрубки обращены книзу, не позволит теплоносителю циркулировать естественным образом за счет конвекции. Пример – агрегаты бренда «Эван» либо «Протерм». К гравитационным системам подойдут отопители с боковыми и верхними штуцерами – «Галан», «ВИН» и им подобные.

Соединение с другими котлами и теплоаккумулятором

Чтобы подключить электрический теплогенератор совместно с твердотопливным котлом, воспользуйтесь схемой с двумя обратными клапанами, накладным термостатом и комнатным регулятором температуры. Данный вариант присоединения обеспечивает автоматический «подхват» остывающей системы электрокотлом после прогорания закладки дров.

Обратные клапаны не дают теплоносителю перетекать в соседний контур и двигаться во встречном направлении

Алгоритм работы схемы выглядит так:

1. Тт-котел действует в качестве основного, электрический аппарат находится в дежурном режиме.
2. Когда порция дров либо угля сгорает, температура воздуха в здании начинает снижаться. При охлаждении до установленного пользователем порога комнатный терморегулятор включает электронагреватель.
3. Накладной термостат фиксирует падение температуры в обратке твердотопливного котла и отключает его насос.
4. После загрузки дров в топливник подогрев возобновляется, термостат запускает принудительную циркуляцию. С помощью собственного датчика электрокотел «видит» нагретый теплоноситель и не включается в работу до следующей команды терморегулятора. Подробнее о принципе работы рассказано экспертом в следующем видео:

Примечание. Способ обвязки пригоден и для других типов котлов – газовых, дизельных и так далее. Учтите один нюанс: электронагреватель здесь используется в качестве резервного источника тепла.

Подключение к буферной емкости, изображенное на очередной схеме, тоже позволяет объединить несколько источников тепла и накопить достаточное количество энергии в баке. Теплоаккумулятор весьма полезен в ситуации, когда электрический отопитель функционирует ночью, пользуясь дешевым тарифом. Днем аппарат бездействует, а здание обогревается теплом из буферного резервуара.

В данной схеме можно организовать работу электронагревателя по расписанию с помощью таймера

Задача смесительного узла с – подавать радиаторам воду требуемой температуры, ведь теплоаккумулятор «заряжается» до 80-90 °С. Если в комнатах устроены водяные контуры напольного обогрева, для них делается второй смесительный узел, подготавливающий теплоноситель с температурой 35-45 °С (максимум – 50 °С).

Схемы с горячим водоснабжением

Получить от электрокотла горячую воду на хозяйственные нужды можно двумя способами:

• приобрести и поставить двухконтурный отопительный агрегат;
• подсоединить к одноконтурному котлу бойлер косвенного нагрева.

В первом случае подключение аппарата производится по типовой схеме, изображенной на картинке. Сложностей здесь минимум, главное, - правильно смонтировать запорную арматуру.

Для удобства чистки грязевики должны стоять в горизонтальном положении

Обвязка с бойлером косвенного нагрева выполняется через трехходовой электроклапан переключающего типа. По команде термостата, встроенного в накопительный бак, элемент переключает поток теплоносителя на подогрев воды для ГВС либо радиаторы отопления. Загрузка бойлера в приоритете: пока емкость не прогреется до установленной температуры, радиаторная сеть тепла не получит.

В случае с индукционным либо электродным агрегатом погружной термостат подсоединяется к контактам термореле

Важный момент. По указанной причине большую роль играет подбор мощности теплогенератора. Если ее недостаточно, нагрев бака растянется надолго, комнатный воздух успеет охладиться. Подробнее о работе системы смотрите в обучающем видеосюжете.

Хотя в сюжете идет речь о стыковке накопительного водонагревателя с настенным газовым котлом, суть не меняется - электрический отопитель присоединяется аналогично.

Подключение к электросети

Схемы запитки одинаковы для всех электрокотлов, разница лишь в числе фаз. Аппараты мощностью до 12 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, более 12 кВт – к трехфазной (380 В). Что понадобится для монтажа:

• силовой кабель с медными жилами;
• дифференциальный автомат защиты либо связка УЗО + обычный автоматический выключатель;
• заземляющий контур.

В качестве силовой линии применяется кабель марки ВВГ любой разновидности, количество жил зависит от числа фаз – 3 или 5. Сечение токоведущей части подбирайте по мощности теплогенератора, обычно этот параметр указывается в инструкции по эксплуатации изделия. Чтобы упростить задачу, приведем данные для разных котлов в виде таблицы.

Номинал дифференциального автомата тоже зависит от потребляемой мощности отопителя, ток срабатывания – 30 мА. Например, для защиты силовой линии агрегата 3 кВт (220 вольт) понадобится устройство, рассчитанное на 16 А, под мощность 16 кВт (380 В) нужен дифавтомат на 32 А. Точные номиналы указаны в паспорте изделия.

Чтобы самостоятельно подключить электрическую мини-котельную настенного исполнения, необходимо снять лицевую панель, провести внутрь силовой кабель и соединить жилы соответствующих цветов с контактами клеммника. Как правило, нулевой провод обозначается синим, заземление – желто-зеленым цветом. Таким же образом подключается ящик управления индукционного и электродного котла.

Электрические соединения между шкафом управления и нагревательным блоком электродного либо индукционного котла производятся по индивидуальной схеме, представленной в инструкции. В качестве примера приведем схему подключения популярного электрокотла «Галан».

Схема автоматики при однофазной сети 220 В

Температуру теплоносителя здесь контролируют накладные датчики, установленные на металлические участки подающего и обратного трубопровода. Приборы включены последовательно с контактами термореле, управляющего магнитным пускателем. При достижении верхнего порога температуры цепь разрывается и пускатель отключает нагрев.Как сделать заземление

Заложить возле частного дома заземляющий контур – дело простое и очень полезное с точки зрения электробезопасности. Для монтажа отыщите 3 стальных стержня Ø16 мм длиной 2 м и полосу сечением 40 х 5 мм.

Отступив 3 м от стены здания, устраивайте заземление согласно пошаговой инструкции:

По окончании сварочные швы и надземный участок полосы обработайте битумом, яму закопайте. Подробнее об устройстве заземления для электрокотла и домашней бытовой техники смотрите в видеоролике:

Заключение

Чтобы не совершать глупых ошибок в процессе монтажа и обвязки, перед установкой электрокотла стоит пообщаться со специалистом в данной области. Операция не настолько проста, как может показаться. Особое внимание уделите электрической части, поскольку высокое напряжение является источником повышенной опасности.