Мастер-класс по созданию электродного котла из подручных средств

В этой статье: электродный котел — детище оборонных предприятий; как работает ионный котел; можно ли нагреть воду без источника тепла; понижаем омическое сопротивление — добавляем в воду соль; плюсы и минусы ионных котлов; устройство электродного котла; как правильно установить электродный котел; какие отопительные приборы можно использовать в контуре с ионным котлом, а какие — нет; производители и цены; в завершении — нюансы установки ионных котлов.

Создание самодельного обогревателя для гаража и других помещений

Как для человека важно тепло, так и для автомобиля важно находиться в пределах определенной температуры для поддержания наиболее долгого строка эксплуатации. Нам важно, что бы автомобиль всегда был готов к работе, поэтому нужно поддерживать правильную температуру в гараже, что бы детали машины «не замерзали» и не теряли своих свойств.

Автомобиль это как член семьи и важно ему тоже уделять особое внимание, поскольку он не раз выручает в жизненных ситуациях.

Тема обогрева гаража очень актуальна среди автолюбителей. В гаражах не предусмотрена система отопления, поэтому автолюбители зачастую покупают различные модели обогревателей или делают самодельный обогреватель.

При том, если покупное оборудование еще как то может соответствовать пожарной безопасности, то самодельные модели не гарантируют этой самой безопасности и зачастую все это заканчивается очень плачевно.

Характеристики ионных (электродных) котлов

Обладая присущими электрическим котлам положительными характеристиками, данный тип котлов имеет и ряд собственных. Отмечу все плюсы:

  • высокий КПД, близкий к 100% (впрочем, любой электронагреватель имеет КПД не ниже 96%);
  • крайне малые размеры при высокой мощности, по сравнению с любыми другими котлами;
  • не требуется дымоход;
  • способен самостоятельно поднять давление в контуре отопления;
  • в отличие от котлов с тэнами, полностью отсутствует опасность аварии при недостаточном уровне теплоносителя в емкости котла — недостаток теплоносителя приведет лишь к прекращению работы котла, поскольку не будет электрической цепи между электродами;
  • крайне малая инертность позволяет эффективно управлять температурными режимами во время работы котла при помощи автоматики, в результате достигается наименее энергозатратная работа отопительной системы — температура в обогреваемых помещениях всегда будет на том уровне, который задан автоматическому контроллеру;
  • перепады напряжения в электросети не наносят вреда ионному котлу — меняется лишь его мощность, работа не прекращается;
  • допускается установка в качестве дополнительного источника тепловой энергии, установка нескольких ионных котлов одновременно;
  • полностью отсутствует негативное воздействие на окружающую экологическую обстановку.

Минусы электродного котла:

  • потребляет только переменный ток, при постоянном токе произойдет электролиз воды;
  • высокие требования к электролитическим характеристикам теплоносителя, при их изменении качество работы (выработка тепла) резко снижается. Необходим контроль за электрической проводимостью теплоносителя;
  • требует обязательного заземления (впрочем, как и любой нагревательный прибор с водяным тэном). При этом риски поражения электротоком в случае пробоя изоляции выше, чем у тэновых водонагревателей;
  • температура нагрева теплоносителя не должна превышать 75°С, иначе энергопотребление котла серьезно возрастет;
  • образование накипи на электродах снижает мощность котла, поскольку препятствует ионизации теплоносителя;
  • высокие требования к качественным характеристикам отопительных приборов;
  • потребность в оснащении отопительной системы циркуляционным насосом;
  • износ электродов, вызванный переменным напряжением тока, требующим их периодической замены;
  • в завоздушенном отопительном контуре, содержащем теплоноситель-электролит, многократно ускорятся коррозийные процессы;
  • в одноконтурной системе использование нагретой воды для бытовых нужд недопустимо;
  • пусконаладочные работы требуют привлечения специалистов — самостоятельно понизить омическое сопротивление воды с повышением ее проводимости до оптимального уровня, практически невозможно;
  • электропроводность теплоносителя в процессе эксплуатации изменяется, необходимо ее контролировать, а значит, обладать соответствующими знаниями и оборудованием.

Сравнение источников тепла

Какие источники тепла может использовать система отопления и водоснабжения для коттеджей для нагрева воды?

Сравнение источников тепла

Вот список популярных решений:

  • Газ (магистральный, в газгольдерах и в баллонах);
  • Дрова;
  • Уголь;
  • Пеллеты (гранулированные опилки);
Сравнение источников тепла

Пеллеты — дешевое топливо, производящееся их отходов деревообработки

  • Дизельное топливо;
  • Электроэнергия.
Сравнение источников тепла

Экономичность

С точки зрения экономичности (то есть минимальной стоимости киловатт-часа тепла) на настоящий момент (середину 2017 года) они располагаются в следующем порядке:

Сравнение источников тепла
Источник тепла Цена киловатт-часа тепловой энергии
Магистральный газ 70 коп.
Сухие дрова 1,2 р.
Уголь 1,6 р.
Пеллеты 1,5 р.
Газ из газгольдера 2,0 р.
Газ из баллонов 3,6 р.
Дизтопливо 4 р.
Электричество 5 р.
Читайте также:  Как выбрать конвектор: плюсы и минусы электрического отопления

Тарифы на электроэнергию. Конец 2016 года, Севастополь

Сравнение источников тепла

Обратите внимание: цены приблизительные и могут заметно меняться в зависимости от региона страны. Скажем, в Севастополе тонна пеллет обходится в 15000 рублей, а в Подмосковье — в 7-8 тысяч.

Удобство

Сравнение источников тепла

Однако на экономичности  список критериев оценки отопительного оборудования не заканчивается. Котел должен быть не только экономичным, но и максимально автономным, то есть по возможности не требующим внимания владельца и поддерживающим заданную температуру в доме самостоятельно.

Вот как выглядит наша табель о рангах при сравнении по этому параметру:

Сравнение источников тепла
Изображение Вид отопительного оборудования

Электрокотел: время работы в автономном режиме ничем не ограничено

Электрический котел горячего водоснабжения и отопления — безусловный лидер.

Он работает без внимания со стороны владельца неограниченно долго, не требует отвода продуктов сгорания и, как правило, совместим с внешними термостатами, системами управления по Wi-Fi и GSM.

Современный газовый прибор с электронным розжигом и принудительной тягой

Газовые котлы уступают электрическим лишь тем, что требуют монтажа вблизи вентканала (при наличии атмосферной горелки) или на общей с улицей стене (турбированные, с коаксиальным дымоходом).

Напольный дизельный котел

Дизельное отопительное оборудование работает автономно до тех пор, пока не закончится запас топлива.

Однако в их недостатки можно записать шумную горелку и необходимость хранения нескольких сотен, а то и тысяч литров солярки.

Пеллетный котел с автоматической подачей топлива

Пеллетные и автоматические угольные котлы обеспечивают автономность до недели.

Время автономной работы оборудования ограничено размером топливного бункера.

Растопка требуется твердотопливному котлу каждые несколько часов

Классические твердотопливные котлы требуют растопки каждые несколько часов.

Рекорд автономности принадлежит котлам верхнего горения и равен всего лишь 31 часу.

Вывод: газовые котлы совмещают минимальные эксплуатационные расходы с удобством пользования. Электрическое отопительное оборудование сделает обогрев дома и приготовление ГВС куда более дорогим, зато обеспечит владельцу максимальный комфорт.

Газовое отопление сочетает дешевизну и удобство использования

Мастер-класс из частей

Ну и если Вы хорошо владеете сварочным аппаратом, рекомендуем сделать электродный котел своими руками, соблюдая все советы, предоставленные в видеокурсе ниже. Такая самоделка будет более безопасной, надежной и эффективной!

Часть 1 — Обзор готовой системыЧасть 2 — Сборка корпусаЧасть 3 — Установка электрода

Часть 4 — Описание возможной проблемыЧасть 5 — Настройка системы

Как Вы видите, сделать электродный котел можно самому, при этом, не потратив ни копейки собственных средств. Главное желание и мы надеемся, что данный видеокурс Вас мотивировал на самостоятельное изготовление!

Методика расчёта гелиоколлектора

Расчёт производительности солнечного гелиоколлектора ведут исходя из того, что на 1 кв.м установки в ясный день приходится от 800 до 1 тыс. Вт тепловой энергии. Потери этого тепла на обратной стороне и стенках сооружения рассчитываются по коэффициенту теплоизоляции используемого утеплителя. Если применять пенополистирол, то для него коэффициент теплопотерь равняется 0,05 Вт/м × °C. При толщине материала в 10 см и разности температур внутри и снаружи конструкции 50 °C потери тепловой энергии составляют 0,05/0,1 × 50 = 25 Вт. С учётом боковых стенок и труб эту величину удваивают. Таким образом, суммарное количество уходящей энергии составит 50 Вт с 1 кв.м поверхности солнечного нагревателя.

Для нагрева 1 л воды на один градус потребуется 1,16 Вт тепловой энергии, поэтому для нашей модели гелиоколлектора площадью 1 кв.м и температурного перепада 50 °C удастся получить условный коэффициент производительности 800/1,16 = 689,65/кг × °C. Эта величина показывает, что установка площадью 1 кв.м в течение часа подогреет 20 литров воды на 35 °C.

Расчёт необходимой производительности солнечного водонагревателя ведут по формуле W = Q × V × δT, где Q — теплоёмкость воды (1,16 Вт/кг × °C); V — объём, л; δT — разность температур на входе и выходе из установки.

Методика расчёта гелиоколлектора

Статистика говорит, что для одного взрослого человека требуется 50 л горячей воды в сутки. В среднем, для горячего водоснабжения достаточно поднять температуру воды на 40 °C, что при расчёте по этой формуле требует затрат энергии W = 1,16 × 50 × 40 = 2,3 кВт. Чтобы узнать площадь гелиоколлектора, это значение нужно разделить на количество солнечной энергии, приходящееся на 1 кв.м поверхности на данной географической широте.

Расчёт требуемых параметров гелиоустановки

Как сделать электрокотел для отопления дома своими руками?

Чтобы организовать эффективное отопление дачи или небольшого частного дома, можно использовать самодельный нагревательный котел. Удобно использовать агрегат, работающий на электричестве и имеющий выносной пульт управления. Имея достаточный уровень знаний, навыков и необходимый набор материалов, можно собрать электрокотел своими руками.

Современный рынок предлагает массу различных отопительных агрегатов. Но при желании сэкономить, можно собрать нагревательный агрегат для обогрева помещений частного дома самостоятельно. Необходимые детали будет несложно приобрести, а при соблюдении технологии качество самодельного котла не уступит модели заводского изготовления.

Какими бывают?

Самодельные котлы с электропитанием могут быть трех видов:

  • работающие на ТЭНах, то есть, на трубчатых электронагревателях;
  • электродные, в которых жидкость внутри емкости является средой для прохождения электротока;
  • индукционные, в них труба отопления выполняет функции индукционной катушки, модель укомплектована трансформатором.

Конструкция

Самодельный котел имеет простую конструкцию. По сути, это металлический цилиндр (функции которого выполняет обрезок трубы), со встроенным нагревателем. Если агрегат помещается не в трубу, а в отдельный корпус, то его работу можно будет автоматизировать, установив необходимые датчики и сделав пульт управления.

Как собрать?

Рассмотрим, как можно собрать электрический котел для обогрева помещений частного дома. Для сборки агрегата с трубчатым нагревателем потребуется:

  • отрезок трубы из стали (длина и диаметр зависит от производительности собираемого агрегата);
  • лист стали толщиной 1,5-2 мм;
  • ТЭНы трехфазные;
  • отрезки трубы с резьбой на конце.

Подготовка деталей

Функции корпуса будет выполнять труба. Сначала нужно сделать для нее дно, вырезав из листа стали круглую деталь необходимого размера. Далее, изготавливают из стали фланец в виде кольца шириной 30 мм. Диаметр кольца должен быть равен наружному диаметру корпуса. Аналогичную деталь изготавливают из резины.

Как сделать электрокотел для отопления дома своими руками?

Аналогично из листа стали изготавливают крышку для верхней части корпуса, ее диаметр соответствует размеру изготовленного ранее фланца. В крышке, прокладке из резины и фланце проделывают 6 монтажных отверстий для установки болтов. В центре крышки просверливают отверстия для установки ТЭНов.

В корпусе необходимо выполнить отверстия для установки патрубков. Вводной патрубок для поступления холодной воды устанавливают снизу, выводной – в верхней части или на крышке.

Сборка

Теперь можно приступать к сборке корпуса, необходимо:

  • приварить к трубе дно;
  • к верхней части корпуса приварить фланец;
  • привариваются патрубки для подключения к системе канализации;
  • в крышку вставляются и закрепляются ТЭНы, между нагревательными элементами устанавливают прокладки из влагоустойчивого материала;
  • на фланец устанавливается прокладка, затем крышка, вся конструкция скрепляется болтами.

Электромонтаж

После сборки котла нужно выполнить электромонтажные работы. Для этого контакты всех установленных трубчатых нагревателей соединяются с колодкой, к которой присоединяется нулевой провод.

К контакту нагревательного элемента присоединяют фазный провод, соединение осуществляется через автоматический выключатель. Чтобы электрическим котлом можно было управлять автоматически, необходимо установить датчики и создать пульт управления. Устанавливается пульт управления на отдельном щите, который не контактирует с теплоносителем.

Правила эксплуатации

Чтобы собранный котел работал без сбоев, нужно выполнить следующие условия:

  • корпус котла и электрощит должны быть заземлены;
  • перед щитом и котлом следует положить коврики из диэлектрика;
  • в системе нельзя устанавливать запорную арматуру ни до, ни после котла.

Итак, для организации отопления частного дома можно использовать самодельные электрические котлы. Но перед запуском собранной модели в эксплуатацию необходимо получить разрешение на использование агрегата от органов государственного энергонадзора.

Какие варианты заземления применять не стоит

В публикациях на некоторых интернет-ресурсах предлагают простые для выполнения, но категорически запрещенные методы заземления:

  1. Подключение третьего (нулевого) провода из розетки к водопроводному стояку или батареям отопления. Если на корпус или воду попадёт фаза, то опасный уровень напряжения поступит на стояк и соседи, включившие воду, попадут под электрический потенциал. Совсем не действует такой способ, если трубы пластиковые.
  2. Объединение нулевых и заземляющих проводников в розетке.
  3. Подключение приборов к заземлению последовательно.
  4. Соединение нескольких проводников заземления на одну и ту же клемму шины.

Надеяться на «авось» при использовании электроприборов ни в коем случае нельзя. В отношении водонагревателей, подверженных агрессивному влиянию жидкости тем более. Обязательное заземление и установка в цепи приборов защиты сохранит жизнь пользователю и соседям по дому, сделает работу прибора долгой и безотказной.

Вместо вывода

В интернете можно найти массу предложений сэкономить на электроэнергии с помощью различных видов электрических обогревателей, но, к сожалению, это невозможно. Поэтому, когда вы видите очередной энергосберегающий обогреватель, помните:

1. Электричество самый дорогой вид энергии по сравнению с другими видами топлива. Если вы будете использовать электричество для основного отопления больших счетов за электроэнергию не избежать. Если есть возможность, используйте газ или уголь.

2. Сколько электроэнергии прибор потребляет, столько он и отдаёт. Если у вашего обогревателя мощность 1 кВт, то тепла он будет отдавать 1 кВт. Если мощность 400 Вт, то он будет отдавать 400 Вт.

3. Если так получилось, что для основного отопления вам пришлось использовать отопительные приборы, работающие за счёт электричества, то вы должны знать, что при грубом расчёте на 1 м2 (со стандартной высотой от пола до потолка ) требуется 100 Вт. Предположим у вас комната 20 м2, чтобы обогреть зимой такую комнату, вам понадобится отопительный прибор мощностью 2 кВт (2000 Вт).

Точный расчет теплопотерь с учетом размеров и материалов ограждающих конструкций, требуемой температуры в помещении, город местонахождения и его температур можно заказать здесь.

4. Единственное, что может снизить энергопотребление — это терморегулятор и термостат. Они бывают встроены в электрический обогреватель или приобретаются дополнительно. С их помощью при достижении заданной температуры устройство отключается, при понижении ниже заданного уровня — включается. Они одинаково работают как у «энергосберегающих» кварцевых обогревателей, так и у электрических конвекторов.

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.