Електрокотел для опалення будинку типи, варіанти виготовлення

Електрокотел – основний елемент автономної системи опалення. Його можна купити чи виготовити самостійно, що не так складно, як здається на перший погляд. Перш ніж розповідати, як зробити для опалення будинку електрокотел своїми руками, розглянемо типи цих пристроїв та їх принцип роботи.

Типи пристроїв

Найбільшого поширення набули три типи конструкцій:

електрокотли, обладнані ТЕНами;
індукційні пристрої;
електродне обладнання.

Розглянемо докладно кожен із перелічених вище типів.

Устаткування з термоелектричними нагрівачами (ТЕН)

Принцип роботи такого котла практично такий же, як у звичайного електричного чайника. Тобто, за допомогою ТЕНів відбувається нагрівання теплоносія (в його ролі виступає вода), що циркулює за опалювальною системою. На малюнку показано спрощене пристрій таких установок.

Спрощена схема водяного електрокотла з ТЕНом

Позначення:

А – модуль автоматичного стравлювання повітря;
В – корпус теплообмінника;
С – термоелектричний нагрівач (ТЕН);
D – насос, що забезпечує циркуляцію теплоносія у системі;
Е – вихідний патрубок;
F – вхідний патрубок.

Електрокотел такого типу, а також блок управління до нього (автоматика, що регулює роботу ТЕНів), нескладно зробити своїми руками, креслення та схеми будуть представлені в останньому розділі статті.

Зауважимо, що у подібних пристроїв є істотний недолік, який проявляється в накопиченні накипу на електронагрівальних елементах. Через це суттєвознижується тепловіддача, що призводить до збільшення споживання електроенергії.

Індукційні пристрої

Індукційний котел нагріває теплоносій, використовуючи при цьому таке явище, як електромагнітна індукція. По суті це трансформатор, який має спеціальну конструкцію, показану на малюнку.

Котел індукційного типу

Позначення:

А - блок управління, наприклад, капілярний термостат;
В – коробка, що закриває клеми;
C - патрубок для надходження теплоносія;
D – індукційна котушка (первинна обмотка);
E – теплообмінники;
F – парубок для виходу теплоносія.

Первинна індукційна котушка розміщується у відсіку ізольованому від теплоносія. Як вторинну обмотку може використовуватися трубопровід або короткозамкнений сердечник, який нагріває воду (або інший теплоносій), що циркулює через нього.

Характерні особливості індукційних нагрівальних котлів:

відсутність термоелектричних нагрівальних елементів суттєво збільшує ККД пристрою;
застосування високочастотних струмів підвищує ефективність конструкції;
в процесі експлуатації практично не виникає утворення накипу;
подібні конструкції відрізняються високим ступенем безпеки.

До факторів, що стримують широке поширення індукційних котлів, слід віднести їхню високу вартість (ціна на аналоги інших типів істотно нижча), крім цього такі пристрої мають великі габарити.

Електродні установки

У моделях цього типу нагрівання теплоносія відбувається за рахунок застосування електролізу. Пристрій такого електрокотла відображено на малюнку.

Простий економний електроднийнагрівач

Позначення:

А - електрод, до якого підключається фаза;
B – електрод для підключення нульового дроту (з'єднаний із корпусом труби);
С – захисне заземлення (підключається до корпусу);
D – корпус пристрою.

Зазначимо, що електроди такого пристрою не відіграють роль нагрівальних елементів. Нагрівання теплоносія відбувається за рахунок процесу електролізу, тобто при проходженні через теплоносій електроенергії.

На електродах практично не утворюється осад, оскільки їхня полярність регулярно змінюється з частотою 50 Гц.

Говорячи про електродні котли, слід відзначити їх невеликі розміри, а також плавний вихід на необхідну потужність.

Щодо недоліків, то суттєвий з них – використання в опалювальній системі підготовленого теплоносія з певним питомим опором. Крім цього в процесі експлуатації електроди поступово розчиняються, що потребує їх регулярної заміни.

Виготовлення саморобного котла для опалення

Розглянемо два варіанти виготовлення саморобного електрокотла на 220В – тенового та електродного. Така конструкція може бути використана для опалення приватного будинку, гаража, сауни або реалізації концепції теплої підлоги. Почнемо з електродного котла, як простішого, його креслення представлено малюнку.

Креслення: економічний водяний електрокотел електродного типу, креслення для виготовлення своїми руками

Позначення:

А – торцеві заглушки (виготовляються із металу);
B – електрод, можна зробити із металевого стрижня Ø25мм;
C – гумові чи паронітові прокладки;
D – патрубки для підведення та відведення теплоносія;
E – клеми дляпідключення заземлення та нульового дроту (для зручності нарізається різьблення M6);
F – будь-який тип покриття, що витримує високу температуру, наприклад термостійка фарба;
G – металева труба (безшовна) Ø57мм та довжиною близько 250-300мм.

Як бачите, конструкція справді досить проста, при вмінні поводитися з електрозварюванням монтаж пристрою не викликає проблем.

Зверніть увагу, що електрод, розташований усередині труби, повинен бути обов'язково ізольований від корпусу, для цього необхідно використовувати втулку з діелектричного матеріалу, наприклад, фторопласту. Як альтернативу можна встановити заглушку «А» на основі склотекстоліту.

Не рекомендується використовувати для наведеної конструкції метали різних видів, оскільки вони можуть скласти гальванічну пару, що призведе до появи накипу на електродах.

Пристрій з ТЕН.

Установка з ТЕНами також може бути виготовлена своїми руками, характеристики саморобного пристрою дещо поступатимуться серійному обладнанню, наприклад, модельному ряду Cкорпіон.

Електрокотли Скорпіон

Перш ніж купувати ТЕНи для саморобного електрокотла, необхідно заздалегідь розрахувати його потужність. Розповідати як це робиться немає сенсу, оскільки інформацію нескладно знайти на тематичних форумах.

Розглянемо найпростішу конструкцію, виготовлену із сталевої труби, схематичне зображення пристрою показано на малюнку.

Спрощене зображення пристрою електрокотла з ТЕН

Побажання:

А – автоматичний відвідник повітря;
В – патрубки для входу та виходу теплоносія;
С – ТЕНи;
D – корпус (виготовлений із труби Ø150мм);
E –патрубок із кульовим краном для зливу теплоносія.

Необхідно звернути увагу на вибір варіанта встановлення ТЕНів, їх два – зверху та знизу. У кожного з цих способів є свої переваги та недоліки. При верхньому розташуванні ТЕНів немає необхідності зливати воду з бака під час їх заміни.

Але верхнє розташування призводить до того, що під кришкою накопичується повітря, в результаті тен перегріваються і виходять з ладу. Встановлення автоматичного відвідника повітря дозволяє вирішити цю проблему.

Встановлюючи ТЕНи в нижній частині котла, необхідно бути готовим до того, що при їх заміні потрібно зливати воду з системи опалення.

Що стосується індукційних пристроїв, то виготовити такий електрокотел своїми руками значно складніше, тому більшість саморобних конструкцій тенові або електродні.