Изготовление электродного котла самостоятельно

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

по отдельности 2квт – 3квт – 4квт

вместе 2квт+3квт+4квт

раздельно 2квт+3квт

раздельно 2квт+4квт

раздельно 3квт+4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.

Принцип работы электродного котла

Как видно на рисунке, при изменении полярности тока меняется и направление движения ионов солей в воде. В этом случае в качестве контактов используется электрод и корпус устройства.

Принцип действия такого устройства основывается на процессе электролиза, то есть роль нагревательного элемента играет сама вода. Однако есть одно условие: чтобы вода начала проводить через себя ток, обязательно наличие солей. Чем больше примесей в жидкости, тем лучше она будет проводить ток. Заряженные частички примесей или ионы под действием электричества начинают двигаться от контакта к контакту (электроды). Так как ток в обычной электрической сети переменный, а его частота составляет 50 Гц, то ионы меняют свое направление от электрода к электроду 50 раз за секунду.

Домашняя сеть имеет постоянное напряжение в 220 В, отсюда, исходя из закона Ома, при снижении сопротивления сила тока увеличивается. Но вода все же не является хорошим проводником в отличие от таких металлов, как алюминий или медь, поэтому из-за повышения силы тока она начинает нагреваться. Благодаря этому КПД электродных котлов приближено к отметке в 100%.

ВАЖНО! Мощность водонагревателя напрямую зависит от количества примесей в воде. Чем больше солей, тем мощнее котел.. Эта простая схема наглядно показывает простоту устройства электродного котла

Эта простая схема наглядно показывает простоту устройства электродного котла.

Как правило, стандартный котел имеет форму цилиндра. Внутри последнего устанавливается электрод тоже цилиндрической формы. При этом первый контакт в устройстве – это электрод, а второй – сам корпус. Исходя из этого, появляется необходимость в заземлении водонагревателя, так как ток может пробивать на его корпус.

Если вы решили купить электродный котел отопления, проблема заземления отпадает. Большинство заводских моделей имеют корпус, покрытый полиамидом. Последний играет роль изолятора

Также обращайте внимание на размер водонагревателя. Обычно это небольшой цилиндр высотой до 600 мм и диаметром до 300-400 мм

Такие котлы могут развивать мощность до 6 кВт, чего вполне достаточно для обеспечения среднестатистического дома или квартиры.

Сборка и подключение оборудования

Если вы все же решили самостоятельно подключить самодельный электрический котел к питанию, то делать это следует с соблюдением следующих рекомендаций. Поскольку в баке установлены мощные нагреватели, понадобится обустроить трехфазный вход.

С этой целью в электрическом щитке монтируют следующие приспособления:

• тумблер;
• автомат;
• предохранитель;
• датчик температуры;
• реле;
• панель управления;
• защитные приспособления;
• магнитные пускатели.

В обязательном порядке оборудуется заземляющий контур. Чтобы его сделать, нужно к отрезку арматурного прутка приварить болт. После этого прут вбивают в землю в подполье жилого дома. К болту крепят провод, идущий от электрощитка.

Расход и схема электрического отопления в частном доме

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.
	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.

Безопасность при изготовлении

При самостоятельном производстве электрокотла очень важно соблюдать правила безопасности. Они включают в себя выполнение следующих условий:

1. Заземление. Болт, к которому будет происходить подключение заземления, нужно приварить на корпус будущего агрегата.
2. Самодельный котел должен иметь надежный корпус-кожух. Именно благодаря ему и будет достигаться надежная защита оборудования от внешних факторов.
3. Определиться с местом установки аппарата. Возле него не должны находиться материалы, поддающиеся легкому воспламенению и возгоранию.
4. Электрокотел собственного производства не должен быть доступен детям с целью контактирования с горячими и расположенными под напряжением поверхностями.

Расположение нагревательного элемента определяется с учетом типа отопления, которым вы пожелаете воспользоваться:

Если электрокотел собственного производства будет подключаться к водяной системе отопления, то при его установке расположение ТЭНа не имеет принципиально важного значения.
Если нагревательный элемент будет нагревать воздух, то достичь равномерного прогрева и продолжительного срока службы можно при установке его сверху вниз.

Когда самодельный электрокотел готов, необходимо выполнить монтаж программируемой автоматической системы управления. Благодаря ей можно осуществлять контроль (автоматически или вручную) за температурой и режимом работы аппарата.

Пошаговая инструкция как по изготовлению

Как изготовить котёл

Изготовление отопительной установки потребует от вас минимального набора простых запасных частей – металлической бесшовной трубы и электрода.

Изготовление автономной установки для отопления потребует наличия следующего технологического оборудования и запасных частей:

• бытовой сварочный аппарат;
• металлический стержень длиной 10 – 15 миллиметров и диаметром 25 – 35 миллиметров;
• металлическая бесшовная труба, диаметр которой не должен превышать 100 миллиметров, а ее длина должна быть меньше 250 миллиметров. Труба будет играть роль нагревательной емкости и должна быть покрыта термостойкой краской, способной выдерживать температуру не менее 120 °C, а в ее торцах должна быть нарезана трубная резьба соответствующего диаметра;
• патрубки диаметром 32 миллиметра для включения аппарата в автономную отопительную систему и перемещения теплоносителя с наружной резьбой;
• боковые заглушки;
• для заземления отопительного аппарата и подключения нулевого провода присоединительные клеммы;
• прокладки сделанные из паронита или другого материала для обеспечения герметизации котла;
• втулка из стеклотекстолита, фторопласта или другого диэлектрика необходимые для изоляции электрода.

При подборе деталей необходимо обращать внимание на материал, из которого они изготовлены. Нежелательно использовать разные металлы, так как в этом случае не исключена вероятность случайного создания гальванической пары

Это неизбежно приводит к активному образованию накипи на одном из электродов.

Порядок действий для сборки нагревательной установки

После того как вы подобрали необходимые детали можно начинать собирать электродный котел своими руками, чертежи или эскизы которого вы подготовили заранее. Процесс сборки предельно прост и не потребует особых навыков, а значит, с ним может справиться любой домовладелец. Порядок действий следующий:

1. Разметьте и отрежьте куски стальной бесшовной трубы для изготовления корпуса и патрубков установки необходимой длины. При помощи болгарки сделайте небольшие сферические выборки на наружной поверхности корпуса. Они необходимы для облегчения сверления отверстий в местах приварки патрубков. Просверлите отверстия соответствующего диаметра.
2. Нарежьте трубные резьбы в корпусе используя специализированные метчики и плашки. В случае их отсутствия закажите нарезку резьбы, изготовление заглушек, изолирующей втулки и электрода в ближайшей мастерской или на промышленном предприятии. Облегчению монтажа будет способствовать профрезированный шестигранник на сторонах пробок.
3. Приварите готовые клеммы или винты для их крепления для присоединения заземляющей клеммы и «нуля», а также патрубков к телу отопительного агрегата. Размеры винтов должны соответствовать выбранным деталям.
4. Закрепите внутренний электрод в заглушке и вкрутите его в самодельный электродный котел. Закрутите обе пробки с установленными на них прокладками.
5. Покройте собранное изделие эмалью или другой краской, которая способна выдерживать температуру не менее 120 °C.
6. Проверьте герметичность сварных швов и резьбовых соединений собранного электродного котла до его установки в систему автономного отопления. Для проверки зачистите сварные швы от шлаков и покройте мыльной пеной. Для создания избыточного давления и проверки герметичности используйте компрессор
7. Встройте собранную установку в имеющуюся отопительную систему.

Встраивая нагревательный аппарат в систему обогрева, не забудьте об обязательном монтаже группы безопасности. В нее должны войти предохранительный клапан, манометр и воздухосбрасыватель.

Соблюдение техники безопасности

Начнем с того, что, прежде чем производить сборку и подсоединение электрокотла, вам нужно будет получить разрешение от поставщика электроэнергии. Это нужно для того, чтобы вы понимали, будет ли достаточно вашему котлу электричества, и не будет ли он работать в ущерб другим абонентам сети.

В принципе, монтаж этого агрегата лучше доверить профильным мастерам, но, если вам удалось самостоятельно собрать электродный котел, то вы должны и с его подключением справиться без проблем.

Подключение электрокотла в систему теплоснабжения называют термином «обвязка»

Для того чтобы подключить ваш самодельный котел, нужно ознакомиться со схемой отопления дома или квартиры, обращая внимание на точки доступа к электропитанию. Схема подключения учитывает тип системы теплоснабжения — одноконтурный или двухконтурный — а также мощность самого котла

Предлагаем вам посмотреть видео, посвященное монтажу и запуску электрокотла.

Опытные мастера советуют обратить внимание на следующие особенности монтажа электрокотла:

• прежде чем монтировать его, систему отопления нужно тщательно промыть водой с добавлением специальных очистительных средств,
• позаботьтесь о том, чтобы в системе отопления были предусмотрены предохранительный клапан и воздухоотводчик,
• отрезок трубы, соединяющей электрокотел с системой отопления, должен быть металлическим,
• температура воздуха при монтаже котла может колебаться от +10 до +40 градусов, влажность — не более, чем 75%,
• если вы живете в двухэтажном коттедже, то одного котла вам будет недостаточно. Нужно подключить два элекрокотла — по одному на каждую группу радиаторов.

При выборе места, куда будет подключен ваш самодельный котел, важно учитывать способ циркуляции по контуру теплоносителя. Тут есть лишь два варианта:

• если предполагается естественная циркуляция жидкости, то прибор нужно установить в нижней части системы. Это обеспечит максимальную эффективность прогрева радиаторов. При этом нагнетающая труба должна быть помещена над батареями на самой маленькой высоте,
• если вы предполагаете принудительную перекачку теплоносителя по системе, то электрокотел можно монтировать в любую ее часть.

Важно: занимаясь изготовлением, монтажом и запуском электродного котла отопления, необходимо придерживаться правил техники безопасности. Речь идет об электричестве и жидкости (теплоносителе), а это значит, что любая оплошность может привести к непоправимым последствиям

Пользователи электрокотлов утверждают, что данный вид отопительных приборов обычно не вызывает нареканий в процессе эксплуатации, если следовать правилам техники безопасности.

Подводя итог, отметим, что собрать электрокотел для домашней системы отопления вполне под силу и не специалисту

Чтобы процесс прошел без неприятных сюрпризов, а результат вас порадовал, важно четко следовать инструкции, заранее позаботиться о том, чтобы под рукой у вас было все необходимое оборудование. Безусловно, элементарные навыки работы с электротехникой также необходимы

Желаем вам успехов!

Работа электродного котла

1. После заливания жидкости в «стакан», нужно дождаться окончания кипения воды. Образующийся пар постепенно поднимется по желобу трубы и начнет отдавать тепловую энергию. После этого частицы пара превратятся в воду и стекут вниз по наклоненной трубе. В результате, вода попадет снова в «стакан». По завершении первого цикла, начнется второй, третий и т.д. Отопления отличается своей экономичностью. Если необходимо создать большой обогревательный объем, то небольшие по размерам котлы прекрасно справятся с задачей.
2. При обогревании больших по площади помещений, рекомендуется оборудовать несколько электродных котлов. При этом специального разрешения на установку котлов не требуется.

Об используемом теплоносителе

Электродные котлы не нуждаются в специально подготовленном теплоносителе, для этого может быть использована обыкновенная вода (при условии, что ее удельное сопротивление не превысит 1,3 кОм/см). В связи с этим вода все же нуждается в определенной подготовке. Так, если залить просто дистиллированную воду, то никакого успеха это не принесет, т. к. она не проводит электричества.

Процесс подготовки заключается в проведении экспериментов, вследствие которых сопротивляемость повышается (для этого используется пищевая сода, для приборов из алюминия – АСО-1) или уменьшается (добавляется талая или дождевая вода).

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).

Плюсы и минусы такого котла

У котла электродного типа есть целый ряд неоспоримых достоинств.

• Вы сможете контролировать его работу посредством Интернета.
• Прибор работает абсолютно бесшумно.
• Вы получаете автономное отопление дома.
• Прибор экологически чист.
• Кроме того, он компактен.
• Для него не нужно оборудовать отдельное помещение.
• Стоит котел относительно недорого.
• Его достаточно легко установить своими руками.
• Наконец, при желании котел может обеспечивать подачу горячей воды.

Сравнение КПД ионного и ТЭНового котлов

Но есть, разумеется, и некоторые минусы, рассмотрим их.

• Электроснабжение не является особо стабильным, что негативно сказывается на работе оборудования.
• Котел нуждается в электричестве большой мощности.
• Прибор не совсем безопасен с точки зрения электрики.
• Да и само электричество стоит дорого.

Ну что ж, теперь перейдем непосредственно к тому, как можно сделать электродный котел своими руками.

Не срабатывает автоматика газового котла

Почему не отключается газовый отопительный котел?

Это происходит, если на  газовых теплогенераторах, таких как Baxi (Бакси), Кебер, Лемакс, Мимакс,  Дани, Данко, Житомир и др. произошло следующее:

• неисправен термодатчик на входе в систему отопления или на обратной линии — датчик не срабатывает при достижении заданной температуры и прибор работает без остановки.

  Осмотрите механическое соединение проводов, наличие окислов на них, зачистите и восстановите соединение. Если это не дало результата, проверьте датчики на короткое замыкание и обрыв, при обнаружении неисправности замените датчик;

• низкая температура в обратном контуре отопления, не соблюдена дельта разницы температур между подающей и обратной линией. Это случается в двухконтурных агрегатах Кебер, Юнкерс, Аристон, АОГВ, Навьен, Ринаи, когда происходят большие теплотери в отопительном контуре из-за плохой утепленности помещения. Утеплите окна, двери, полы и стены;
• теплогенератор не выключается автоматически, когда низкая скорость теплоносителя. Это происходит, когда циркуляционный насос имеет недостаточную скорость и теплоноситель остывает, проходя через батареи. Переключите скорость насоса на большую;
• установлена недостаточная постоянная температура нагрева теплоносителя, агрегат продолжает работать, нагнав выставленную температуру, так как недостаточно тепла для прогрева жилья. Увеличьте значение нагрева;
• агрегат может работать без передышки, когда неправильно настроена горелка при  минимальной модуляции, в результате чего теплогенератор не набирает мощность. Произведите настройки мощности, согласно инструкции к прибору;
• неправильно смонтированная система отопления, засорение байпаса также может стать причиной того, что теплогенератор, набрав установленную температуру, продолжает нагревать теплоноситель. Замените систему отопления, прочистите байпас;
• произошло отключение программатора на комнатном термостате, проверьте работу термостата, в случае поломки замените;
• при забитом накипью теплообменнике агрегат может долго не выключаться, так как большой слой накипи препятствует нормальному нагреву. Промойте теплообменник, сняв его с прибора;
• поломка электронного блока управления. Проверьте, не нарушено ли подключение контактов. В случае неисправности электронного устройства, требуется  замена.

Должен ли ваш агрегат отключаться после проверки и устранения выявленных описанных выше причин — в статье описаны основные, часто встречающиеся неисправности. Кроме них, могут быть и другие, которые сможет определить только специалист.