Особенности устройства и работы электродных котлов отопления: описание специфики конструкции, цены и отзывы

Поэтапное изготовление твердотопливного котла своими руками

Конечно, сделать промышленный водяной котел своими руками со 100% КПД не получится, но и простое оборудование самостоятельного производства будет отвечать требованиям теплосистемы, если соблюсти все правила и тонкости сборки, монтажа.

Инструменты и материалы

Для работы мастеру пригодится следующий набор:

• сварочный аппарат;
• болгарка с отрезным, шлифовальным диском;
• электродрель и сверла по металлу;
• газовый ключ (№ 1-2);
• молоток;
• накидные или рожковые ключи, отвертки;
• пассатижи;
• угольник на 90 градусов;
• листы стали толщиной от 5 мм для котла и от 7 мм для колосников;
• стальные уголки 50х50 для каркаса котла;
• листы стали для накопительного бака (лучше брать нержавейку);
• толстостенная стальная труба или набор труб диаметром 32-50 мм для теплообменника.

Особенности изготовления корпуса и теплообменника

Корпус стального агрегата будет выполнять роль топочной камеры, поэтому для уменьшения риска деформации стенок при нагревании, конструкции нужно делать двухслойными. Между листами засыпается чистый сухой песок, который будет поддерживать стабильность формы и нивелировать возможные риски деформации.

Оболочки корпуса изнутри и снаружи должны быть каркасными, чтобы повысить жесткость изделия, а для увеличения прочности стенок камеры сгорания, их снаружи обшивают стальным уголком или профильной трубой, выставляя элементы как ребра жесткости. Переднюю стенку нужно оснастить двумя проемами – один для зольника, второй для дверцы закладочного бункера.

Как только все заготовки для корпуса сделаны, можно изготавливать теплообменник. Для него потребуются нарезанные водопроводные трубы, соединять сваркой так, чтобы получился герметичный контур. Главное требование, изготовить контур так, чтобы проточный отрезок змеевика был максимально возможной длины – это увеличит площадь нагрева трубы, а значит, повысит КПД агрегата.

Сборка котла отопления

Как только все конструктивные элементы готовы, можно собирать оборудование. Делать это лучше в точке установки, чтобы потом не перетаскивать тяжелый агрегат. Зона монтажа должна быть укреплена бетонной подложкой, к которой котел прикрепляется сваркой к анкерам.

Сначала собирается каркас, потом схема дополняется комплектующими, листами обшивки. Сварные швы нужно тщательно обработать – зачистить от шлака, отшлифовать. После выполнения работ осмотреть конструкцию на герметичность. Потом в корпус устанавливаются колосники, теплообменник.

Накопительный бак из нержавеющей стали можно сделать самому, но вот врезка в контур для новичка может быть сложной, поэтому работы лучше предоставить специалистам. Следует помнить, что в самотечных системах отопления накопительный бак устанавливается в верхнюю точку системы.

Зная, как сделать котел с водяным контуром, не составит сложности изготовить оборудование своими руками. Финишная обработка агрегата заключается в покраске специальным составом для защиты от коррозии. Для этого подойдет жаропрочная смесь типа специальной краски для печей и каминов. Корпус предварительно зачищается, обезжиривается, грунтуется и затем покрывается 2-3 слоями краски с просушкой каждого слоя по отдельности.

После сборки и установки твердотопливный котел требует опрессовки водой под давлением. Процедура выполняется для обнаружения и устранения дефектов всей системы отопления и ее основных, вспомогательных узлов. Также нельзя забывать о пусконаладочных работах, монтаже регулятора тяги, который гарантирует нормальную работу котла при любой погоде.

Если под рукой нет листовой стали, можно соорудить агрегат из старого газового баллона, а как изготовить котел из трубы своими руками подскажет видео от профессионалов.

Что нужно знать при самостоятельной сборке ионной системы отопления

Существуют разные способы монтажа электрокотла в общую схему отопления:

• параллельно с остальными обогревательными приборами;
• однофазное подключение;
• трёхфазное подключение;
• с оборудованием регулировки и автоматизированного контроля.

Далее нужно определиться с отопительной системой, которая бывает двух типов:

• одноконтурная (только для отопления);
• двухконтурная (для отопления и горячего водоснабжения).

Чтобы электронные котлы отопления эффективно выполняли свои функции, при монтаже нужно предусмотреть установку:

• заземления системы;
• электрического насоса для принудительной циркуляции теплоносителя;
• шарового вентиля для перекрытия воды в случае поломки или проведения профилактических работ;
• фильтрующих деталей для исключения попадания в котёл ржавчины или накипи;
• расширительного бачка для «лишней» воды при нагреве;
• воздухозаборника.

Принцип работы и особенности электродного котла

Электродный котел — безопасное устройство, которое не переходит в режим сухого хода без теплоносителя

В теплоносителе возникает сопротивление при прохождении через него электротока, за счет хаотического движения электронов от катода к аноду выделяется энергия и нагревается жидкость. Эффективность обогрева зависит от вида наполнителя в системе и его свойств. Теплоноситель выступает в качестве рабочего элемента электрической линии, поэтому нет риска перехода котла на сухой ход. Если из отопительной системы вытекает жидкость, цепь размыкается и агрегат перестает работать.

Установка характеризуется прямым действием, при этом не применяются дополнительные комплектующие элементы. Если на катодных и анодных элементах появляется накипь, снижается мощность ионного котла отопления, но компоненты, пропускающие ток, не разрушаются.

Можно ли сэкономить с электродным котлом

Для определения экономичности установки электродного котла необходимо учесть ряд факторов:

• общую степень электрификации здания;
• уровень теплоизоляции обогреваемых помещений.

Решая вопрос о целесообразности использования электродного котла для отопления дома, рассмотрим преимущества и недостатки этого вида нагревательного аппарата.

Монтаж котла на основании

В пользу электродного аппарата служит то, что в качестве носителя энергии используется электричество, присутствующее практически везде. Нет необходимости прокладывать газопровод или заботиться о закупке топлива. Включать и выключать его можно дистанционно, что дает возможность заранее прогреть помещение в зимнее время.

Использование в качестве теплоносителя специальной жидкости с низкой температурой замерзания позволяет оставлять отопительную систему заполненной даже в морозы, не боясь повреждения труб и батарей.

При отоплении помещений электрическими нагревательными приборами отсутствует выделение вредных веществ, поэтому не требуется устройство дополнительной вентиляции. Замкнутый контур отопительной системы защищает теплоноситель от испарения.

Решение перейти на электрический электродный котел легко претворить в жизнь, так как он компактен, и его установка не представляет труда. При этом нет необходимости отказываться и от ранее установленной системы теплоснабжения, используя комбинированный вариант.

В случае если требуется обеспечить теплом большое количество помещений, возможна параллельная установка нескольких аппаратов. Это даст возможность менять степень нагрева за счет их включения и отключения.

Аппараты, выполненные в двухконтурном варианте, позволяют обеспечивать горячее водоснабжение. Исходя из площади отопления и степени теплозащиты можно подобрать аппарат необходимой мощности от 2 кВт до 50 кВт.

Подбор аппарата производится в зависимости от объема теплоносителя, циркулирующего по системе. Поэтому перед покупкой следует произвести расчет батарей исходя из соотношения 10 л жидкости на 1 кВт мощности.

Для удобства установки предусмотрены напольные и настенные варианты.

Небольшой котел в квартире с насосом. Источник фото: js.donetsk.ua

Высокий коэффициент полезного действия и относительно низкая цена также являются преимуществом электродного котла.

Недостатками данного вида отопления могут выступить повышенные требования к качеству теплоносителя.

Для качественной и долговечной работы требуется специальная подготовка воды и ежегодный ее замер по окончанию отопительного сезона.

Но есть возможность использования специальной низкозамерзающей жидкости, что предотвращает размораживание системы в зимнее время. В этом случае профилактику и ремонт оборудования производят в межсезонье через каждые 3 г. При этом не требуется регулярное проведение промывки.

Электроды, входящие в состав ионного котла, являются расходным материалом и требуют замены через 3-5 лет. Но при соблюдении требований, что изложены в паспорте на аппарат, срок службы достигает 10 лет.

Электрокотлы нуждаются в заземлении, но такие же требования приводятся и к другим электроприборам высокой мощности. Создание единой системы заземления позволяет избежать множества проблем, особенно если в доме есть маленькие дети.

Циркуляционный насос

Циркуляционный насос обеспечивает работоспособность закрытой системы отопления. Его мощность зависит от многих факторов: материала и диаметра труб, количества и типа радиаторов, наличия запорной и терморегулирующей арматуры, протяженности труб, режима работы оборудования и т.д. Чтобы не вдаваться в тонкости расчета мощности, циркуляционный насос можно выбрать по таблице. Выбираете ближайшее большее значение по отапливаемой площади или планируемой тепловой мощности системы, в соответствующей строке в первых колонках находите требуемые характеристики.

Можно параметры циркуляционного насоса выбрать по таблице

Во второй колонке находим мощность (какой объем теплоносителя он способен прокачать за час), в третьей — напор (сопротивление системы), который он в состоянии преодолеть.

Выбирая циркуляционный насос в магазине, желательно не экономить. От его работоспособности зависит вся система. Потому, лучше не экономить и выбрать проверенного производителя. Если же решите покупать неизвестное оборудование, надо каким-то образом проверить его на уровень шумов. Этот показатель особенно критичен если отопительный узел устанавливается в жилом помещении.

Схема обвязки

Как уже говорили раньше, циркуляционные насосы ставятся в основном на обратном трубопроводе. Раньше это требование было обязательным, сегодня — это только пожелание. Материалы, которые используются при производстве выдерживают нагрев до 90°C, но все же лучше не рисковать.

В системах, которые могут работать и с естественной циркуляцией, при установке необходимо предусмотреть возможность снять или заменить насос без необходимости слива теплоносителя, а также для возможности работы без насоса. Для этого устанавливается байпас — обходной путь, по которому может протекать теплоноситель при необходимости. Схема установки циркуляционного насоса в таком случае на фото ниже.

Установка циркуляционного насоса с байпасом

В закрытых системах с принудительной циркуляцией байпас не нужен — без насоса она неработоспособна. Но вот два шаровых крана с обоих сторон и фильтр на входе нужны. Шаровые краны дают возможность, при необходимости, снять устройство для техобслуживания, ремонта или замены. Фильтр-грязевик предотвращает засорение. Иногда, как дополнительный элемент надежности, между фильтром и шаровым краном ставят еще обратный клапан, который предотвратит движение теплоносителя в обратном направлении.

Схема подключения (обвязки) циркуляционного насоса в систему отопления закрытого типа

Лучшие европейские электродные котлы отопления

Так сложилось, что европейские бренды заслуживают у нас больше доверия. Объективно, некоторые модели действительно на порядок лучше отечественных, но отсутствие адаптации к нашим условиям выводит их из строя очень быстро, а ремонтировать не всегда выгодно.

Buderus Logamax E213-10

Модель от известного немецкого бренда, которая традиционно отличается безупречным исполнением, высоким качеством, надежностью и долговечностью. Мощность 9,9 кВт, рекомендован для подключения к трехфазной сети при максимальной силе тока на три фазы 15 А. Установка настенная. В комплектацию входит циркуляционный насос и расширительный бак.

Buderus Logamax E213-10

Выделим основные плюсы этого прибора:

• небольшой вес и компактные размеры.
• несложный монтаж – в комплекте имеются кронштейны.
• стальной корпус с отличной теплоизоляцией.
• КПД 99%.
• В комплект входит 7-литровый расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан, датчик контроля давления, блокировочный датчик, защищающий корпус от перегревания.

Минус – Buderus Logamax E213-10, как и вся немецкая техника, рассчитана на стабильное напряжение в электросети. Поэтому для долговечной работы прибора необходимо позаботится о покупке стабилизатора.

Стоимость агрегата будет в среднем стоить 38000 рублей.

Protherm Скат 24 KR 13

Один из лучших электродных котлов чешского бренда, мощность которого составляет 24 кВт. Одноконтурная модель для настенного размещения отличается функциональностью, безопасностью в эксплуатации и долговечностью. Можно подключать к системе «теплый пол», бойлеру для нагрева горячей воды. В комплектацию входит 4 нагревательных ТЭНа, циркуляционный насос и 7-литровый расширительный бак.

Protherm Скат 24 KR 13

Выделим еще несколько плюсов агрегата:

• электронное управление с индикацией включения, дисплеем и термометром;
• 4 ступени мощности;
• Возможность регулирования температуры в интервале 30-85°С;
• система безопасности от перегрева;
• высокий КПД – 99%;
• функция мягкого старта;
• наличие предохранительного клапана и воздухоотводчика.

Из минусов стоит отметить – слишком шумная работа котла и необходимость в подключении через стабилизатор напряжения.

Стоимость – от 43000 рублей.

Эван Warmos QX-18

Один из лучших электродных котлов отечественного производства, который некоторые пользователи называют мини-котельной – один прибор содержит в себе нагревательные элементы, мембранный бак, циркуляционный насос.

Эван Warmos QX-18

Отметим сильные стороны прибора:

• ЖК-дисплее в нижней части корпуса;
• удобная панель управления, которая скрыта за специальной дверкой;
• работой управляет микропроцессор, но можно перевести котел и на ручное управление;
• подходит для обогрева жилых и промышленных объектов;
• бесшумная работа;
• индикация аварийного состояния;
• датчик давления и уровня теплоносителя.

Как и любой другой прибор, Эван Warmos QX-18 имеет и недостатки – тяжелый вес, большие габариты, частые выходы из строя конденсатора, обязательное подключение через стабилизатор напряжения.

Стоимость прибора – от 49000 рублей.

Kospel EKCO. L2 12

Электродный котел польского производства мощностью 12 кВт, способный обогреть помещение размеров в 120 кв.м. Устройство отличается стильным исполнением, компактными размерами. Подходит только для трехфазной сети с максимальной силой тока на три фазы 20 А. В комплектацию входит циркуляционный насос. Допустимая температура теплоносителя 20-85°С, максимальное давление 3 Бар.

Kospel EKCO. L2 12

Отметим плюсы модели:

1. Электронная микропроцессорная система управления прибором.
2. Небольшой вес – 18 кг.
3. Качественная система защиты – от перегрева, предохранительный клапан, воздухоотводчик.
4. Система самодиагностики – при любых сбоях в работе на дисплее появляется код ошибки, расшифровать который можно по инструкции.
5. Доступная стоимость – от 39000 рублей.

Минусы – отсутствие расширительного бака в комплекте.

Гарантия от производителя составляет 1 год.

ВИДЕО: Реально ли сэкономить на электродном котле

https://youtube.com/watch?v=xiaLj6hKJCM

Электродный котел своими руками чертежи

Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.

1. На один конец трубы навинчивается муфта, которая будет играть роль выходного патрубка.
2. С другого конца навинчивается тройник, обеспечивающий подачу теплоносителя.
3. Из прочного текстолита или другого диэлектрика изготавливается заглушка, обеспечивающая фиксацию электрода по центру. Для изготовления самого электрода можно использовать стальной пруток диаметром 10-12 мм. После установки стержня заглушка вместе с электродом ввинчивается в тройник.
4. К трубе приваривается два болта М8, которые будут служить клеммами нулевого провода и заземления.
5. Через муфту и свободный конец тройника прибор подключается к отопительному контуру.

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления. Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам

Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов

Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.

Конструктивные особенности

Отопительный котел двухконтурного типа отличается простым устройством, хотя и выполняет функцию мини-котельной. Оба его контура могут работать как по отдельности, так и в паре, обогревая дом и обеспечивая горячей водой одновременно. Рассматриваемое оборудование состоит из следующих составляющих:

• теплообменника;
• бойлера;
• нагревательных элементов;
• расширительного бака;
• циркуляционного насоса;
• воздухоотводчика;
• предохранительного клапана;
• автоматики;
• блока управления.

Электрические двухконтурныеотличаются от одноконтурных моделей присутствием в конструкции встроенного бойлера.

По внешнему виду и основным конструктивным особенностям модели электрокотлов могут быть:

• настенными – компактными и сравнительно легкими;
• напольными – массивными, с высоким показателем мощности (более 60кВт).

Как видно из названия, отопительное оборудование первой группы монтируют на стенах или на специально установленных металлических каркасах. Вторую группу котлов располагают непосредственно на полу в специально отведенном месте. Следует отметить, что современные электрокотлы достаточно эстетичны и никоим образом не смогут испортить интерьер помещения.

По способу нагрева можно подразделить на три группы:

• ТЭНовые – высоконадежные, имеющие внутри емкости один или несколько нагревательных элементов в виде металлической трубки;
• электродные (или ионные)– прогревающие теплоноситель в процессе прохождения сквозь жидкую среду переменного тока. Они имеют возможность самостоятельного отключения при коротком замыкании, максимальном повышении температуры и уменьшении объема воды до критического показателя;
• индукционные – функционирующие благодаря катушкам индуктивности. Относятся к энергосберегающим устройствам.

Первый вариант относится к косвенному нагреву теплоносителя, а второй рассматривается как прямой нагрев.

По мощности электрические котлы, предназначенные для отопительных нужд, могут быть:

• однофазными (до 12кВт);
• трехфазными (более 12кВт).

Подбирать мощность рекомендуется при помощи специалистов, так как только они способны сделать грамотный расчет. Метод выбора котла по площади дома является неверным, так как кроме этого параметра учитывается и целый ряд других (толщина стен, количество проемов, ориентация по сторонам света и т.д.).

Как правило, бытовые отопительные агрегаты работают от сети 220В.

Экономичность электродного котла

Иногда к агрегату подключают старые батареи, что снижает эффективность. Биметаллические и стальные радиаторы подходят для передачи тепла от электродных агрегатов. Эффективность системы снижается при использовании чугунных или алюминиевых батарей.

Неправильный диаметр соединительных элементов и труб становится причиной перерасхода энергии. Помпа поддерживает определенное давление, ошибочный выбор насоса по мощности приведет к снижению производительности. Котлы относятся к электрооборудованию и требуют соответствующих технических характеристик питающей проводки.

Рейтинг лучших производителей

Выпуском ионных нагревателей занимается множество зарубежных и российских компаний.

Лучшим сочетанием характеристик отличаются установки следующих производителей:

1. “Галан” – российская компания, предлагающая обширную линейку котлов разной мощности. Аппараты отличаются невысокой стоимостью и надежностью. Недостатки – дорогой фирменный теплоноситель и ступенчатая система регулировки мощности.
2. ЭОУ – бренд украинского производителя «Энергосберегающие отопительные установки». Компания выпускает оборудование с мощностью от 1 до 36 кВт. Заявленный срок службы изделий составляет 30 лет. Недостатки котлов – высокие цены, частые проблемы с автоматикой.
3. “Котерм” – российская компания, занимающаяся выпуском электрооборудования. Производит приборы, отличающиеся быстрым нагревом рабочей жидкости, качественной сборкой и компактными размерами. Типичные недостатки – ограниченный функционал автоматики, необходимость заливки в систему отопления собственного теплоносителя “Котерм Эко”.
4. Beril – латвийская фирма, продукция которой выделяется надежностью и расширенной функциональностью. Система автоматики оснащена несколькими режимами работы, поградусной регулировкой мощности, защитой от перегрева. Предусмотрено подключение GSM-модуля и внешних датчиков температуры. Главный недостаток – высокая стоимость.
5. Buderus – немецкий бренд, выпускающий широкий спектр газового оборудования. Аппараты выделяются надежностью и длительным сроком службы. Среди электродных моделей встречаются двух- и трехфазные агрегаты. Главный недостаток – цена, которая выше, чем у российских приборов.

Виды электродных котлов

При выборе оборудования учитывается стоимость и возможность установки на котлы автоматических систем

Принимается во внимание площадь дома и соответствие силы оборудования для обогрева помещений

Устройства классифицируются по признакам:

• мощность;
• способ подключения и питания (трех- или однофазные);
• количество подключаемых контуров;
• метод распределения носителя тепла.

По количеству контуров

Котлы отличаются по мощности, количеству контуров и фаз

Самой простой в исполнении является система с одним контуром. Вода от котла подается в теплотрассу, движется к радиаторам, где отдает энергию. Жидкость проходит по регистрам и возвращается к месту нагревания. Замкнутая комбинация формирует отопительную магистраль.

Одноконтурный котел подает теплоноситель для нагревания дома, а двухконтурный агрегат дополнительно поставляет жидкость для горячей системы водоснабжения. Котел электрический электродный работает от трехфазной или однофазной линии электроэнергии.

Контуры подсоединяются к распределительному узлу (коллектору). Центр системы электродного отопления устанавливается для правильной раздачи тепла по веткам магистрали.

По количеству фаз

Трехфазные агрегаты работают от электросети 380 В и выпускаются мощностью свыше 9 кВт. Электроды составлены из пластин, колец или цилиндров и эффективно взаимодействуют с теплоносителем низкой теплопроводности. Величина мощности находится в обратно пропорциональном отношении к удельному сопротивлению жидкости.

Трехфазные устройства потребляют оптимальный объем энергии при нагревании воды от +75°С. При низкой температуре уменьшается теплопроводность и снижается расход электричества, обратная ситуация возникает при выставлении высоких показателей нагрева.

Однофазный электродный электрокотел для отопления отличаются меньшей мощностью (2 – 6 кВт) и предназначаются для небольших домов (40 – 120 м2). Вид питания (однофазное или трехфазное) определяется в распределительном щитке. Если к дому идет 3 провода, проведен первый вариант, наличие 4 – 5 проводов говорит о втором виде потребления.

По мощности

Мощность постоянно изменяется и зависит от температуры воды. Подключение и пуск котла зимой может привести к нехватке мощности для разогрева. Если холодная вода увеличит показатель теплопроводности до нормы, после нагрева магистрали индекс возрастет, возникнет перегрузка сети и авария.

По принципу распределения теплоносителя

В системах закрытого типа необходимо устанавливать расширительный бак

Энергосберегающие агрегаты устанавливаются в магистрали открытого и закрытого типа, последний вид используется чаще. В открытой системе запорная и контролирующая аппаратура ставится за расширительным баком. Участок контура между котлом и компенсаторной емкостью не должен содержать запирающих устройств.

Закрытая система включает расширительный бак и помпу. Отопительный контур оснащается воздушным и предохранительным клапаном, манометром, группа безопасности располагается в верхней точке магистрали. В системе отопления котлы ставятся строго вертикально и дополнительно крепятся к стене.