Обзор типов электрокотлов для отопления частного дома : 2 варианта для изготовления своими руками

Электрокотел – основной элемент автономной отопительной системы. Его можно купить или изготовить самостоятельно, что не так сложно, как кажется на первый взгляд. Прежде, чем рассказывать как сделать для отопления дома электрокотел своими руками, рассмотрим типы этих устройств и их принцип работы.

Содержание

• 1 Типы устройств
  • 1.1 Оборудование с термоэлектрическими нагревателями (ТЭН)
  • 1.2 Индукционные устройства
  • 1.3 Электродные установки
• 2 Изготовление самодельного котла для отопления

Типы устройств

Наибольшее распространение получили три типа конструкций:

• электрокотлы, оборудованные ТЭНами;
• индукционные устройства;
• электродное оборудование.

Рассмотрим подробно каждый из перечисленных выше типов.

Оборудование с термоэлектрическими нагревателями (ТЭН)

Принцип работы такого котла практически такой же как у обычного электрического чайника. То есть, при помощи ТЭНов происходит нагрев теплоносителя (в его роли выступает вода), который циркулирует по отопительной системе. На рисунке показано упрощенное устройство таких установок.

Упрощенная схема водяного электрокотла с ТЭНом

Обозначения:

• А – модуль автоматического стравливания воздуха;
• В – корпус теплообменника;
• С – термоэлектрический нагреватель (ТЭН);
• D – насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя в системе;
• Е – выходной патрубок;
• F – входной патрубок.

Электрокотел такого типа, а также блок управления к нему (автоматика регулирующая работу ТЭНов), несложно сделать своими руками, чертежи и схемы будут представлены в последнем разделе статьи.

Заметим, что у подобных устройств имеется существенный недостаток, который проявляется в накоплении накипи на электронагревательных элементах. Из-за этого существенно снижается теплоотдача, что ведет к увеличению потребления электроэнергии.

Индукционные устройства

Индукционный котел нагревает теплоноситель, используя для этого такое явление, как электромагнитная индукция. По сути, это трансформатор, который имеет специальную конструкцию, показанную на рисунке.

Котел индукционного типа

Обозначения:

• А – блок управления, например, термостат капиллярный;
• В – коробка, закрывающая клеммы;
• C – патрубок для поступления теплоносителя;
• D – индукционная катушка (первичная обмотка);
• E – теплообменники;
• F – парубок для выхода теплоносителя.

Первичная индукционная катушка размещается в отсеке, изолированном от теплоносителя. В качестве вторичной обмотки может использоваться трубопровод или короткозамкнутый сердечник, который нагревает воду (или другой теплоноситель), циркулирующую через него.

Характерные особенности индукционных нагревательных котлов:

• отсутствие термоэлектрических нагревательных элементов существенно увеличивает КПД устройства;
• применение высокочастотных токов повышает эффективность конструкции;
• в процессе эксплуатации практически не возникает образование накипи;
• подобные конструкции отличаются высокой степенью безопасности.

К факторам, сдерживающим широкое распространение индукционных котлов, следует отнести их  высокую стоимость (цена на аналоги других типов существенно ниже), помимо этого у таких устройств большие габариты.

Электродные установки

В моделях данного типа нагрев теплоносителя происходит за счет применения электролиза. Устройство такого электрокотла отображено на рисунке.

Простой экономный электродный нагреватель

Обозначения:

• А – электрод, к которому подключается фаза;
• B – электрод для подключения нулевого провода (соединен с корпусом трубы);
• С – защитное заземление (подключается к корпусу);
• D – корпус устройства.

Обратим внимание, что электроды такого устройства не играют роль нагревательных элементов. Нагрев теплоносителя происходит за счет процесса электролиза, то есть при прохождении через теплоноситель электроэнергии.

На электродах практически не образуется осадок, поскольку их полярность регулярно изменяется с частотой 50 Гц.

Говоря о электродных котлах, следует отметить их небольшие размеры, а также плавный выход на необходимую мощность.

Что касается недостатков, то существенный из них –  использование в отопительной системе подготовленного теплоносителя с определенным удельным сопротивлением. Помимо этого в процессе эксплуатации электроды постепенно растворяются, что требует их регулярной замены.

Изготовление самодельного котла для отопления

Рассмотрим два варианта изготовления самодельного электрокотла на 220В – тэнового и электродного. Такая конструкция может быть использована для отопления частного дома, гаража, сауны или для реализации концепции теплого пола. Начнем с электродного котла, как более простого, его чертеж представлен на рисунке.

Чертеж: экономичный водяной электрокотел электродного типа, чертеж для изготовления своими руками

Обозначения:

• А – торцевые заглушки (изготавливаются из металла);
• B – электрод, можно сделать из металлического стержня O25мм;
• C – резиновые или паронитовые прокладки;
• D – патрубки для подвода и отвода теплоносителя;
• E – клеммы для подключения заземления и нулевого провода (для удобства нарезается резьба M6);
• F – любой тип покрытия, выдерживающий высокую температуру, например, термостойкая краска;
• G – металлическая труба (бесшовная) O57мм и длинной около 250-300мм.

Как видите, конструкция действительно довольно простая, при умении обращаться с электросваркой монтаж устройства не вызовет проблем.

Обратите внимание, что электрод, расположенный внутри трубы, должен быть обязательно изолирован от корпуса, для этой цели необходимо использовать втулку из диэлектрического материала, например, фторопласта. В качестве альтернативы можно установить заглушку «А» на основе стеклотекстолита.

Не рекомендуется использовать для приведенной выше конструкции металлы различных видов, поскольку они могут составить гальваническую пару, что приведет к появлению накипи на электродах.

Устройство с ТЭН.

Установка с ТЭНами также может быть изготовлена своими руками, характеристики самодельного устройства будут несколько уступать серийному оборудованию, например, модельному ряду Cкорпион.

Электрокотлы Скорпион

Прежде чем покупать ТЭНы для самодельного электрокотла, необходимо предварительно рассчитать его мощность. Рассказывать как это делается не имеет смысла, поскольку информацию несложно найти на тематических форумах.

Рассмотрим простейшую конструкцию, изготовленную из стальной трубы, схематическое изображение устройства показано на рисунке.

Упрощенное изображение устройства электрокотла с ТЭН

Обоначения:

• А – автоматический отводчик воздуха;
• В – патрубки для входа и выхода теплоносителя;
• С – ТЭНы;
• D – корпус (изготовлен из трубы O150мм);
• E – патрубок с шаровым краном для слива теплоносителя.

Необходимо обратить внимание на выбор варианта установки ТЭНов, их два – сверху и снизу. У каждого из этих способов есть свои преимущества и недостатки. При верхнем расположении ТЭНов нет необходимости сливать воду из бака при их замене.

Но верхнее расположение приводит к тому, что под крышкой скапливается воздух, в результате ТЭНы перегреваются и выходят из строя. Установка автоматического отводчика воздуха позволяет решить эту проблему.

Устанавливая ТЭНы в нижней части котла необходимо быть готовым к тому, что при их замене потребуется сливать воду с системы отопления.

Что касается индукционных устройств, то изготовить такой электрокотел своими руками значительно сложнее, поэтому большинство самодельных конструкций тэновые или электродные.