Мысль о том, как сделать электрокотел своими руками, посетила меня после покупки негазифицированной дачи. Есть 3 достойных модели для изготовления — это ТЭНовые, электродные (или ионные) и индукционные котлы. Все эти варианты я испробовал и теперь расскажу вам о тонкостях самостоятельной сборки этих котлов.
Самодельный электрический котел — это хорошая альтернатива центральному отоплению.
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.
Вариант №1. Собираем котел на электрических ТЭНах
Электрокотел на ТЭНах можно смело назвать классикой, этот вид нагревателей известен уже более полувека.
Как работает котел на ТЭНах
Принцип работы всех агрегатов, в которых используются ТЭНы, одинаков. Котел, бойлер и даже электрочайник функционируют аналогично: на нагревательный элемент, в данном случае это ТЭН, подается напряжение, ТЭН нагревается и от него нагревается жидкость.
Схема отопительной системы с ТЭНовым котлом.
Достоинства:
Большой выбор ТЭНов с разной мощностью и конфигурацией;
Может использоваться в любой жидкостной системе отопления;
Напряжение подается только на ТЭН, корпус котла изолирован;
Неприхотлив в обслуживании;
Легко регулируется при минимуме управляющей автоматики.
Недостатки:
Высокое энергопотребление, принято считать, что 1 кВт мощности может обогреть 10 м²;
На ТЭНах активно оседает накипь, в среднем 1 раз в год агрегат нужно чистить;
ТЭНы не могут работать без жидкости, поэтому желательно устанавливать датчик холостого хода.
Как собрать котел на ТЭНах
От бытовой сети с напряжением в 220 V и частотой 50 герц могут безболезненно работать агрегаты мощностью до 6 кВт, для котлов с более высоким энергопотреблением желательно монтировать отдельный ввод и делать трехфазную разводку.
Иллюстрации
Рекомендации
Материал.
Отрезок трубы сечением 159 мм, толщина стенки трубы 10 мм это будет корпус нашего котла;
Заглушка под трубу 159 мм, лучше использовать заводскую полусферу толщиной 10 мм, но за неимением можно приварить лист металла толщиной от 8 мм;
Для изготовления свода котла, в который будут врезаться ТЭНы, я использовал швеллер с толщиной металла 8 мм;
Муфта ¾ дюйма, эта муфта потом врежется в купол котла. В нее будет вкручиваться сливной вентиль;
2 дюймовых патрубка на приток и обратку.
В большинстве патрубков я нарезал внутреннюю резьбу, но это не принципиально. Если вам легче работать с наружной резьбой, то можете нарезать по-своему.
Патрубок под врезку перепускного клапана, он нужен для сброса давления;
Переходники. В них будут вкручиваться ТЭНы, кстати, ТЭНов в этой модели котла предусмотрено 3.
На всех переходниках и патрубках резьбу лучше нарезать сразу.
Кроме этого в трубу нужно будет еще врезать переходник под термодатчик и приварить держатели для щитка управления, эти элементы я покажу позже.
Важные моменты.
Сразу заготовьте патрубки с такой же резьбой как на ТЭНах, их нужно вкрутить в переходники, когда вы будете вваривать переходники в свод.
Иначе при таком диаметре резьбу поведет. Для остальных переходников этого можно не делать.
Чтобы разметить свод под врезку ТЭНов я наружный диаметр трубы разбил на 6 одинаковых секторов по размеру радиуса, после чего прочертил 3 сектора. Они получились четко под 120º.
Вырезаем отверстия.
Здесь ничего сложного, размечаем и вырезаем плазменным резаком:
Под патрубки для ТЭНов отверстия вырезаются по наружному контуру;
Для остальных патрубков это не принципиально.
Привариваем патрубки.
Сразу, полностью обваривать патрубки нельзя иначе их поведет.
Поэтому сначала мы прихватываем элементы в нескольких точках, дальше проверяем и подравниваем, если нужно (просто постукиваем молотком) и только после этого накладываем сплошной шов.
Переходники под ТЭНы должны выглядывать на 10 мм над сводом котла.
Промежуточная проверка.
Как после прихватывания переходников, так и после капитального обваривания нужно вкрутить ТЭНы на свое место и проверить поместятся ли они в корпус котла.
Сборка.
Вырезаем из швеллера площадку под свод;
Прорезаем по центру этой площадки отверстие под патрубок для воздушного клапана и привариваем его;
Сбоку вырезаем отверстие под патрубок для термодатчика и привариваем патрубок;
Зачищаем все болгаркой.
Изнутри площадка должна быть ровной, то есть нужно болгаркой все выступы и заусенца срезать. Патрубки под ТЭНы «выглядывают» только с наружной стороны на 10 мм.
Расположение патрубка под воздушный клапан.
Готовый котел.
Три вкрученных ТЭНа;
Патрубок для воздушного клапана;
Подача;
Патрубок под датчик термостата;
Площадка для крепления котла на стену;
Обратка;
Площадка под панель управления;
Патрубок под сливной вентиль.
Не обязательно собирать именно такой мощный электрокотел на 3 ТЭНа. Моя задача была показать принцип монтажа, вы же можете делать подобные агрегаты с одним или двумя ТЭНами, на видео в этой статье есть примеры модели поменьше на основе радиатора.
Вариант №2. Изготовление электродного котла
Электродный котел это более прогрессивная разработка. Такие нагреватели начали массово применять в последние 10–15 лет.
Устройство электродного котла
В качестве нагревательного элемента в электродном котле используется собственно сама вода. Котел это металлический корпус, в который вставлен изолированный от корпуса стальной электрод.
К электроду подключается фаза, а к корпусу ноль, когда подается напряжение, ионы воды начинают колебаться с частотой 50 герц, в результате чего жидкость нагревается. Именно поэтому такие агрегаты еще называют ионными.
Общая схема электродного котла.
Габариты у таких агрегатов небольшие, в качестве корпуса используется труба диаметром до 320 мм и длиной до 600 мм, но это максимум, для частных домов делаются ионные котлы почти вполовину меньше.
Схема отопительной системы с ионным котлом.
Достоинства:
Довольно скромные размеры, этот котел не будет мешать даже в локальной отопительной системе небольшой квартиры;
В этих нагревателях нет «сухого хода», то есть, без воды котел просто перестанет работать, но ничего в нем не перегорит;
Системе не страшны перепады напряжения;
Быстро нагревается и также быстро остывает, а значит, легко регулируется;
По сравнению с агрегатами, работающими от ТЭНов электродный котел значительно экономичней.
Электродные котлы намного экономичней ТЭНовых.
Недостатки:
Ионные котлы очень требовательны к качеству и уровню электропроводности теплоносителя;
Ввиду повышенной опасности поражения током аппараты нуждаются в надежном заземлении;
При попадании воздуха в систему электроды активно коррозируют и быстро приходят в негодность.
Собираем ионный котел
Иллюстрации
Рекомендации
Материал для корпуса.
Металлическая труба с внутренним диаметром порядка 50 мм и длиной 400 мм;
Монолитный стержень сечением 20 мм, длина 300 мм;
Два переходника с внутренней резьбой.
С торца стержня высверлено глухое отверстие и нарезана резьба под болт 10 мм.
Подгоняем патрубок.
Один патрубок будет ввариваться сбоку, второй с торца трубы. Для начала нам нужно подрезать боковой патрубок, чтобы он плотно прилегал к телу трубы.
Я подрезал патрубок болгаркой, после чего доводил до идеала круглым напильником.
Вырезаем отверстие.
На тот момент у меня не было плазменного резака, поэтому пришлось накернивать трубу по окружности и высверливать отверстия по 5 мм.
Подгоняем отверстие.
Дальше при помощи натфеля и круглого напильника окружность доводится до идеала.
Расстояние от края трубы до бокового патрубка 10–15 мм.
Привариваем патрубки.
Патрубки сначала нужно прихватить сваркой в нескольких местах, чтобы не повело, а потом обваривать шов.
Вырезаем платформу.
В качестве платформы я использовал лист стеклотекстолита толщиной 20 мм, ориентировочный размер 120х120 мм, резал его ножовкой по металлу.
Готовим платформу.
В платформе высверливаем 5 отверстий, 1 по центру и 4 по периметру (как на фото). Диаметр отверстий 10–12 мм.
Через центральное отверстие будет крепиться стальной электрод, а боковые отверстия предназначены для крепления корпуса котла.
Крепление корпуса к платформе.
Для того чтобы прочно прикрепить корпус котла к платформе я приварил с 4 сторон гайки на 12 мм. В них легко проходят болты на 10 мм.
Но эти «уши» должны быть чуть приподняты над платформой, для обеспечения этого зазора я накрутил на болты «родные» гайки снизу и зафиксировал держатели такими же гайками сверху. Жестко закрепленные «уши» легче приваривать.
Сборка котла.
Вырезаем резиновую прокладку чуть больше наружного диаметра котла;
Проделываем отверстие в прокладке по центру и крепим через прокладку стальной электрод;
Устанавливаем корпус котла и прикручиваем его болтами к платформе.
Вариант № 3. Индукционные котлы
Из широко используемых моделей индукционный котел можно считать последней разработкой.
Как работают индукционные нагреватели
Если не вдаваться в тонкости устройства, то индукционный котел — это та же микроволновка, теплоноситель нагревается посредством магнитного поля.
Схема отопительной системы подразумевает работу в заданный интервал времени.
Достоинства:
Безопасность;
Высокий КПД;
В этих агрегатах может использоваться любой теплоноситель, его качество не играет роли;
В индукционных котлах практически не образуется накипь.
Недостатки:
Стоимость индукционных котлов довольно высока;
В этих аппаратах относительно сложная управляющая автоматика. Собрать ее своими руками дилетанту проблематично.
Собираем простой индукционный нагреватель
Когда я начал изучать самодельные индукционные нагреватели, то понял, что инструкция там не простая, да и чертежи довольно сложные для домашнего мастера, но есть интересное решение, о котором я далее и расскажу.
Иллюстрации.
Рекомендации.
Из чего состоит котел.
Чтобы собрать такой котел вам нужно купить индукционную печку мощностью 2,4 кВт (стоит около 2000 рублей) и 3 м профилированной трубы сечением 25х50 мм с толщиной стенки 2,5 мм.
Принцип работы.
Нам нужно соорудить из профилированной трубы своеобразную плоскую емкость, по которой будет циркулировать вода.
Потом к этой емкости прикрепить индукционную печку и включить ее. Это то же самое, что поставить кастрюлю с водой на печь.
Нарезаем трубу.
Самое сложное в этой работе сделать все максимально точно. Я нарезал трубу при помощи торцовочной пилы на станине с ограничителем.
В моем случае труба резалась на отрезки по 400 мм, после чего я зачищал напильником края от заусенец.
Схема емкости.
Как показано на схеме вода циркулирует змейкой по этому импровизированному радиатору.
Я не случайно сделал именно 6 регистров, так подача и обратка у меня будет с одной стороны и плиту будет легче подключать к системе отопления.
Прорезаем соединительные отверстия.
Соединительные отверстия должны находиться четко напротив друг друга.
В данном случае я просверлил 2 отверстия по краям сверлом на 10 мм, а потом вырезал середину между ними маленькой болгаркой.
Нумерация труб.
Есть очень важный момент: профилированные трубы не идеально симметричные, с одной стороны они слегка закруглены, а с другой ровные. Если присмотреться, то на фото слева это видно.
Так вот, нам нужно изначально сложить острый край труб с тупым. Чтобы не перепутать впоследствии, трубы сразу нумеруются.
Собираем емкость.
Теперь нам нужно проварить все швы между трубами, для этого выкладываем их на идеально ровную поверхность и стягиваем струбциной.
Дальше, чтобы плиту не повело, вначале прихватываем все швы точечно, а после провариваем швы капитально.
Закрываем торец емкости.
Чтобы заварить одну из сторон емкости я вырезал полосу. Полоса вырезана из той же профилированной трубы, просто болгаркой срезал одну из сторон.
Привариваем как обычно, сначала прихватываем, потом обвариваем.
Привариваем патрубки.
С обратной стороны делаем практически то же самое, с той лишь разницей, что к крайним трубам привариваются патрубки притока и обратки.
Площадь соприкосновения нашей металлической емкости с индукционной печкой должна быть максимальной, поэтому сварочные швы нужно зачистить болгаркой.
Монтируем направляющие.
Чтобы всю эту конструкцию навесить на вертикальную стену сзади привариваем 2 уголка, в которые потом вставится наша индукционная печка, как в нишу.
Покраска.
По окончании сварочных работ я покрасил всю конструкцию термостойкой краской и приварил петли для навешивания нашего индукционного котла на стену. В принципе все, теперь можно подключать котел к отоплению и пользоваться.
Когда будете покупать печку для своего котла, обязательно проследите, чтобы она могла работать в непрерывном режиме, иначе через каждые 2 часа вам придется перезапускать систему.
Вывод
Каждый из представленных мною котлов многократно проверен и гарантировано будет работать, какой из них выбрать — дело ваше. На видео в этой статье есть множество рекомендаций, а также показаны тонкости процесса. Если у вас есть свои идеи или остались какие-либо вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.
Небольшой самодельный электрокотел способен обогреть частный дом средних размеров.