Самодельный электрический котел отопления из трубы

Соорудить отопительный котел в загородных домах, которые не подключены к центральному газопроводу вполне возможно даже своими силами. В данном материале речь пойдет о том, как сделать электрический котел отопления своими руками. Мы рассмотрим 3 доступных варианта электрокотлов – ТЭНовые, электродные и индукционные.

Какие понадобятся инструменты

Чтобы собрать самодельное электрическое отопление и столкнуться при этом с минимумом затруднений, в вашем распоряжении должны быть качественные инструменты.

Для работы понадобится:

• сварочный аппарат – удобнее всего работать с инверторной моделью;
• резак – если не умеете пользоваться газовым резаком, лучше используйте плазменный;
• болгарка – понадобится даже 2 модели – большая под диск сечением 230 мм и маленькая под диск сечением 125 мм;
• электрическая дрель;
• молоток;
• керн;
• рулетка и циркуль.

Электрокотел на ТЭНах

Схема электрического котла с теном своими руками является наиболее простой для исполнения и известна уже достаточно давно.

Принцип работы ТЭНового котла

Устройство всех бытовых приборов, в которых установлены нагревательные элементы (ТЭНы), одинаково. При включении питания напряжение подается на ТЭН, который постепенно нагревается и передает тепловую энергию расположенной вокруг него жидкости.

Преимущества таких приборов:

• большой ассортимент нагревательных элементов различной формы и мощности;
• возможность использования в любой отопительной системе с жидкими теплоносителями;
• на корпусе котла установлена изоляция, так что напряжение подается исключительно на ТЭН;
• не требуют сложного обслуживания;
• уровень нагрева очень просто контролировать, даже с минимальным набором автоматических элементов управления.

Среди недостатков самодельного электрического котла данного типа можно назвать:

• «прожорливость» в потреблении электроэнергии, поскольку для обогрева 10 м 2 площади требуется 1 кВт мощности;
• примеси в теплоносителе накапливаются на нагревательном элементе в виде накипи, поэтому его нужно чистить примерно 1 раз в год;
• ТЭН может функционировать только при наличии жидкости, с ним рекомендуется установка датчика холостого хода.

Порядок сборки котла с ТЭНами своими реками

Перед тем, как сделать электрический котел своими руками, стоит позаботиться о наличии надежной линии электропитания. К обычным сетям с напряжением в 220 V и частотой в 50 Гц можно подключать лишь оборудование мощностью не более 6 кВт. Если требуется более мощный котел, для него нужно сделать трехфазную разводку и отдельный ввод.

Итак, начинаем сборку самодельного электрического котла отопления из трубы сечением 159 мм с толщиной стенки в 10 мм. Эта труба послужит корпусом котла. Для него понадобится либо изготовленная в заводских условиях полусфера сечением 159 мм и толщиной 10 мм, либо листовой металл с толщиной от 8 мм аналогичного сечения.

Свод котла, в который впоследствии будут врезаны нагревательные элементы, можно изготовить из швеллера толщиной 8 мм.

В купол котла врезаем муфту сечением ¾ дюйма. В эту муфту мы будем вкручивать сливной вентиль. Кроме того, понадобится 2 патрубка сечением 1 дюйм для притока и обратки. Резьбу на патрубках можно делать как внутреннюю, так и внешнюю. Все зависит от того, с какой вам удобнее работать.

Для сброса излишнего давления нужно подготовить патрубок под врезку перепускного канала. Также вам понадобится 3 переходника, в каждый из которых будет вкручен ТЭН для электрокотла. Еще один переходник нужен будет для термодатчика. Кроме того, понадобятся держатели для автоматики.

Обратите внимание, что резьбу на патрубках и переходниках желательно нарезать сразу.

Подготовленные патрубки с резьбой, такой же, как и на ТЭНах, нужно сразу вкрутить в переходники. Это нужно, чтобы резьба во время приваривания к своду не повредилась. Для разметки мест врезки нагревательных элементов внешний диаметр трубы нужно разбить на 6 равных секторов по размеру радиуса. Затем чертим три одинаковых сектора строго под углом 120°.

На следующем этапе приступаем к резке. Закончив с разметкой, с помощью плазменного резака вырезаем отверстия под патрубки для ТЭНов. Их резку следует выполнять только по внешнему контуру. Со всеми остальными патрубками это не имеет принципиального значения.

Приступаем к сварочным работам. Патрубки сперва перехватываем в нескольких точках, чтобы их не повело. Затем проверяем точность расположения, при необходимости слегка простукиваем молотком, а затем выполняем сплошной шов. Важно, чтобы переходники для ТЭНов в электрокотле для отопления своими руками выступали над поверхностью свода котла на 1 см.

Далее необходимо убедиться, что нагревательные элементы полностью поместятся внутри корпуса электрокотла. Поэтому после наложения сплошного шва необходимо вкрутить ТЭНы в переходники.

Приступаем к вырезанию свода из швеллера. В его центре делаем отверстие для патрубка воздушного клапана, после чего привариваем сам патрубок. Сбоку делаем отверстие для термодатчика и также привариваем патрубок под него.

Все выступы, заусенцы и остатки сварочных работ необходимо тщательно зачистить с помощью болгарки. Внутренняя поверхность площадки свода должна быть идеально ровной. Патрубки для установки ТЭНов будут выступать лишь с внешней стороны на 1 см.

У нас получился довольно мощный электрокотел своими руками с 3 ТЭНами. Если вам нужен агрегат попроще, по такому же принципу его можно собрать на 1 или 2 ТЭНа.

Сборка котла отопления на электродах

Устройства данного типа стали активно использоваться лишь в последние 10-15 лет. Это более технологичные приспособления, по сравнению с ТЭНовыми.

Конструкция

В электронных электрических котлах жидкость играет роль нагревательного элемента. Собранный своими руками электрический котел данного типа представляет собой корпус из металла, внутри которого расположен изолированный стальной электрод.

На корпус подается 0, а на электрод – фаза. Во время подачи напряжения начинается колебание ионов воды с частотой в 50 герц. При этом жидкость постепенно нагревается. Благодаря такому свойству подобные котлы еще называют ионными.

Размеры электродных котлов невелики. Их можно сделать из трубы сечением до 320 мм и длиной до 60 см. Однако электрокотел для отопления дома своими руками можно сделать и намного меньше.

• небольшие размеры, благодаря которым ионный котел можно разместить даже в небольшой квартире;
• отсутствие, так называемого, «сухого хода», что гарантирует исправность котла, поскольку без жидкости внутри он не будет работать;
• устойчивость к перепадам напряжения;
• высокая скорость нагрева и остывания, что означает легкость регулировки;
• экономичность в потреблении электроэнергии по сравнению с приборами на ТЭНах.

Среди недостатков таких котлов можно назвать следующие моменты:

• важным условием эффективного функционирования электродного котла является уровень теплопроводности и качество теплоносителя;
• прибор необходимо надежно заземлить, поскольку велик риск поражения электрическим током;
• важно исключить возможность попадания внутрь системы воздуха, иначе, электроды придут в негодность из-за коррозии.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

В качестве корпуса для электрического котла отопления своими руками используем трубу с внутренним сечением около 50 мм и длиной в 40 см. Кроме того, понадобится цельный стержень диаметром 20 мм и длиной 30 см, а также два переходника с нарезанной внутренней резьбой. В торце стержня высверливаем глухое отверстие с резьбой под болт Ø10 мм.

Подготавливаем патрубки. 1 мы будем приваривать в торцевой части трубы, а другой – сбоку. Чтобы боковой патрубок идеально прилегал к трубе, его подрезают болгаркой, а затем дошлифовывают круглым напильником.

Прорезаем отверстия для патрубков. Если нет резака, то по окружности можно просверлить много мелких отверстий. До идеала работы доводят надфилем и круглым напильником. Отверстие для бокового патрубка необходимо расположить в 10-15 мм от края трубы.

На следующем этапе необходимо приварить патрубки к трубе. Чтобы их не повело, сначала делают точечную сварку в нескольких местах, а затем – накладывают сплошной шов.

Подготавливаем платформу для электрокотла. Для этого можно взять лист стеклотекстолита толщиной 2 см и вырезать кусок 120×120 мм с помощью ножовки по металлу. Затем в этой платформе необходимо просверлить одно отверстие по центру, и четыре – по периметру. Сечение отверстий должно составлять 10-12 мм.

Сквозь дырки по периметру будут пропущены крепления корпуса котла, а центральное отверстие предназначено для фиксации стального электрода.

Приступаем к фиксации корпуса для котла на платформу. Чтобы обеспечить надежное прилегание, на корпусе с 4 сторон можно приварить четыре гайки Ø12 мм. Сквозь них легко пройдут болты Ø10 мм.

Такие гайки нужно приваривать с небольшим отступом от платформы. Чтобы его обеспечить, необходимо накрутить на болты подходящие им по размеру гайки, продеть их в широкие гайки, и снизу еще раз зафиксировать более мелкими. Таким образом, будет легче выполнить сварочные работы.

На последнем этапе выполняем окончательную сборку котла. Для этого вырезаем резиновую прокладку сечением слегка больше внешнего диаметра котла. В ее центральной части выполняем отверстие и продеваем сквозь него электрод. Затем корпус устанавливаем на платформу и прикручиваем.

Котлы индукционного типа

Среди всех вариантов сборки отопления с электрическим котлом своими руками изготовление модели индукционного типа является самым инновационным.

Принцип работы электрического индукционного котла

Если опустить детали, то работа индукционного котла основана на нагреве теплоносителя посредством магнитного поля.

Среди преимуществ таких агрегатов:

• высокая эффективность;
• безопасность;
• возможность использования любого теплоносителя;
• отсутствие накипи.

Недостатками можно считать:

• высокую стоимость фабричных котлов;
• сложность строения автоматического блока управления. Без подготовки собрать его будет трудно.

Инструкция по сборке самодельного индукционного котла

Стоит отметить, что нередко инструкция, как сделать электрокотел индукционного типа, настолько сложна и содержит такие трудоемкие чертежи, что самостоятельная сборка оборудования выглядит довольно сомнительной. Однако мы нашли нестандартное решение.

Перед тем как самому сделать электрокотел для отопления, нужно будет приобрести индукционную печь мощностью 2,4 кВт и 3 метра профилированных труб Ø25×50 мм со стенками, толщиной в 2,5 мм.

Если рассмотреть, как будет работать эта конструкция, то сначала собираем плоскую емкость из профиля – по ней будет двигаться жидкость. А затем к трубе фиксируем индукционную печку и подключаем ее к сети. Все вместе будет выглядеть примерно как кастрюлька на печке.

Нарезку трубы нужно выполнить максимально точно. Понадобится несколько кусков по 400 мм, тщательно зачищенных от заусенцев на торцах.

Поскольку жидкость внутри такого котла будет двигаться змейкой, то желательно взять четное количество кусков трубы, чтобы входное и выходное отверстие располагались с одной стороны – так их удобнее подключать к отопительному контуру.

Далее нужно прорезать стыковочные отверстия, расположив их строго напротив друг другу. Для удобства можно сначала высверлить по краям 2 дырки сверлом Ø10 мм, и с помощью болгарки прорезать между ними щель.

Поскольку профильные трубы не идеально ровные, их нужно сначала состыковать тупыми краями с острыми и пронумеровать, чтобы потом не перепутать.

На следующем этапе стыки между трубами нужно проварить. Укладываем конструкцию на ровную поверхность, стягиваем струбциной и свариваем. Сначала делаем точечную сварку, чтобы конструкцию не повело, а затем выполняем капитальные швы.

Теперь нужно закрыть торцевую часть нашей емкости. Используем для этого стальную полосу, вырезанную из профилированных труб. Сварку выполняем аналогичным методом – сначала точечно, а затем капитально.

С противоположной стороны также привариваем полосу, не забывая об установке входного и обратного патрубков на крайних трубах. Чтобы обеспечить максимальную площадь контакта емкости с печкой, все швы нужно тщательно зачистить.

Чтобы наш котел можно было повесить на стенку, на его задней части нужно приварить 2 уголка, в которые будет помещена индукционная печка, а также петли для навешивания.

Последний этап работы – покраска. Можно использовать термостойкую краску. На этом сборочные работы завершены. Можно вешать котел и подключать его к отоплению и электросети.

При покупке индукционной печи обратите внимание, чтобы она была рассчитана на беспрерывную работу. В противном случае потребуется перезапуск системы через каждые 2 часа.

Итоги

Каждая из перечисленных моделей является полностью функциональной и надежной. Выбор в пользу какой-либо из них каждый сделает самостоятельно. Главное, внимательно отнестись к работе и в случае затруднений проконсультироваться со знающими людьми.

В силу определенных обстоятельств многие устанавливают электронагревательное оборудование, за что приходится платить немалые деньги по счетам за электроэнергию. Но существует одно решение, которое позволяет довольно существенно сэкономить – собрать электрокотел своими руками. Почти каждый может изготовить самодельный электрокотел для отопления, который ничем не будет уступать заводским изделиям. Если к данному вопросу подойти основательно, то подобное изделие может оказаться даже лучше, чем фабричная модель.

Материалы

Электрический котел с ТЭНами делают из:

1. Трубы с диаметром 12 см.
2. Труб с диаметром 1,25 и 3 см.
3. Листа стали. Толщина – 2-3 мм.
4. ТЭНов. Можно брать 2-3 однофазных нагревательных элемента или 1 трехфазный. Нужно подбирать элементы с наибольшей длиной. Очень короткие не годятся. Мощность всех ТЭНов должна соответствовать количеству тепла, которое необходимо создать для отопления дома.
5. Клапана для спуска воздуха.
6. Клапана для спуска воды.
7. Манометра.
8. Датчика перегрева.
9. Листового металла с толщиной 1-2 мм.
10. Проводов с поперечным сечением 2,5-4 кв. мм.
11. Теплоизоляции. Ею может быть минеральная вата или даже пенофол.

Из этих материалов будет производиться основная часть и корпус. Нужны также электрические устройства для автоматической работы.

Инструменты

1. Болгарка.
2. Шлифовальное устройство.
3. Сварочный аппарат.
4. Мультиметр.
5. Отвертка.
6. Плоскогубцы.
7. Нож.

Изготовление основной части

Электрокотел делают в такой последовательности:

1. Готовят патрубки для проточной емкости. Для этого отрезают от трубы диаметром 1,25 см 4 куска длиной 4-5 см. Два отрезка с такой же длинной отрезают от трубы диаметром 3 см.
2. На одном конце каждого патрубка вырезают 2 небольшие сферические выемки. Они должны повторять контуры проточной емкости. На втором конце патрубков нарезают резьбу.
3. Берут трубу с большим диаметром (12 см) и длиной около 65 см. В ней вырезают пять отверстий. Два с диаметром 3 см делают возле верха и низа трубы. Делают их с противоположных сторон. Другие два отверстия вырезают с помощью сварки возле сделанных дырок. Первый предназначен для слива воды. Второй – для подключения расширительного бачка.
4. Поскольку края отверстий имеют наплывы, их шлифуют болгаркой.
5. Приваривают патрубки к сделанным отверстиям.
6. Берут листовой металл и вырезают два круга. Диаметр кругов должен соответствовать диаметру наибольшей трубы.
7. Приваривают эти круги к трубе. Можно сразу приваривать два квадрата и затем обрезать их.
8. В одном из концов трубы вырезают отверстие или несколько отверстий и приваривают к ним гайку/гайки для вкручивания ТЭНов. Гайка может иметь такой же диаметр, как труба для проточного бака. Тогда можно не приваривать металлический лист, а сразу взяться за приварку гайки. Такая ситуация может возникнуть, если вы хотите использовать 1 трехфазный мощный ТЭН. Нагревательный элемент можно размещать вверху и внизу. Первый вариант подходит для систем с циркуляционным насосом, второй – для систем с естественной циркуляцией.
9. Вверху бака делают небольшое отверстие для термодатчика. На отверстие приваривают штуцер с внутренней резьбой. Благодаря этому можно зафиксировать термодатчик.
10. Приваривают к внешней стенке корпуса заземляющий контакт.
11. Вкручивают нагревательный элемент, датчик перегрева и подключают конструкцию к компрессору. Под давлением, равным 3 Бар, проверяют герметичность котла для отопления дома.
12. Отключают от водопровода, спускают воду, шлифуют, грунтуют и красят конструкцию.
13. После высыхания краски котел для отопления частного дома обматывают теплоизоляцией. Ее можно приклеить или зафиксировать нитками. Вместо них можно применить пластиковые гибкие ленты.

Такой котел будет работать без пауз и автоматических отключений.

Изготовление корпуса

Поскольку к основной части котла для отопления частного дома будут подключаться электрические провода, и их контакты будут открытыми, то необходимо изготовить корпус, внутри которого спрячутся все внутренние элементы.

Его производство осуществляют так:

1. Определяются с размерами. Для этого измеряют высоту нагревательной емкости и добавляют 15-20 см. Ширина должна быть в два раза больше ширины основной части. Глубину можно сделать на 5 см больше аналогичной характеристики бака.
2. Рисуют схему с определенными размерами.
3. По схеме вырезают из листового металла прямоугольники, которые будут стенками корпуса.
4. Сваривают дно, заднюю и одну боковую стенки (для котла с ТЭНами вверху) или верхнюю, заднюю и боковую стенки (для устройства с ТЭНами внизу)
5. К внутренней стороне приваривают уголки. Вверху должно быть два уголка. Одна их сторона должна быть маленькой частью верха корпуса. Также должно быть два уголка на дне. Они должны находиться вдоль тех краев дна, возле которых еще нет одной боковой и фронтальной стенок.
6. В уголке сверлят четыре дырки: 2 в нижних, 2 в верхних. Желательно в отверстиях нарезать резьбу или же приварить к ним гайки. Гайки должны находиться с внутренней стороны.
7. На заднюю стенку приваривают крепления для монтажа на стену. Крепление может представлять собой П-образный профиль с отогнутыми в стороны краями. Нужно использовать 4 такие профиля.
8. Сваривают вторую часть корпуса. Она должна быть отдельной частью, которая будет фиксироваться на болтах и при необходимости сниматься.
9. В этой части сверлят четыре дырки так, чтобы они совпали со сделанными отверстиями в другой половинке корпуса.
10. В дне и одной боковой стенке делают отверстия для патрубков, которые отходят от котла для отопления частного дома. Также еще делают 2 отверстия: первое для входа кабеля, второе для патрубка, к которому будет подключаться расширительный бак. В передней части вырезают отверстие для панели управления.

Автоматика

Автономную работу ТЭНов котла для отопления частного дома должны обеспечивать такие элементы:

1. Термодатчик.
2. Плата управления.
3. Магнитный пускатель.
4. Автоматический выключатель.

Термодатчик и плата управления часто продаются вместе. Термодатчик нужно будет размещать в комнате, и при достижении выставленной температуры он будет подавать сигнал для отключения котла.

Лучшей является такая электронная плата управления, которая позволяет программировать (настраивать) различные режимы работы котла. Благодаря ей можно будет выставлять оптимальную температуру для дома на конкретные промежутки времени. Автоматический выключатель должен состоять из нескольких секций, к каждой из которых можно подключать отдельный ТЭН или отдельную фазу.

Подключение автоматики

1. Подключение входного кабеля к автоматическому выключателю. Если котел трехфазный, то к каждому из контактов выключателя подключают фазный провод. Нулевой провод будет подключаться сразу к ТЭНам. Если это однофазный прибор, то к выключателю подключают только 1 провод.
2. Подключение панели управления. Ее подключают к одному отходящему от выключателя проводу.
3. Подключение термодатчика и датчика перегрева к панели управления.
4. Соединение панели управления и пускателя одним проводом. Через него она будет управлять пускателем.
5. Подключение пускателя к автоматическому выключателю. 3 контакта пускателя соединяют с 3 контактами выключателя. Это в случае наличия 3 ТЭНов либо 1 трехфазного ТЭНа. Если котел будет иметь 2 нагревательных элемента, то соединяют 2 контакта. К одному из этих проводов уже подключена панель управления.
6. Подведение фазных проводов к ТЭНам. ТЭНы подключают по системе «звездочка». То есть каждый фазный контакт соединяют с одним фазным проводом. Все нулевые контакты соединяют одной перемычкой и к ней подключают нулевой провод.
7. К клемме на нагревательном баке подсоединяют заземляющий провод.
8. На обратный штуцер монтируют клапан спуска давления (для него надо сделать еще одно отверстие в дне корпуса) и циркуляционный насос. Его подключают к пускателю. Благодаря этому он будет включаться/выключаться одновременно с ТЭНами. Ставят заглушку на патрубок, к которому должен подключаться открытый расширительный бачок. Этот бачок нужно применять, если не будет насоса.

После проверяют мультиметром качество и правильность подключения, соединяют две части корпуса, закручивают болты, вешают котел на стену, подключают к системе отопления. Также возле корпуса к патрубку подачи монтируют группу безопасности, которая состоит из манометра и клапана спуска воздуха.

«>