Руководство по сборке электродного котла своими силами

Системы отопления с использованием электроэнергии крайне удобны. Чаще в них принято использовать ТЭНы, что заметно бьёт по карману. Совсем другое дело — ионный котёл, который является одновременно и эффективным, и экономически выгодным. Правда, заводские модели зачастую стоят немалых средств. Обладая минимальными умениями и знаниями, несложно создать электродный котёл своими руками, который будет ничуть не хуже производственных аналогов.

1 Достоинства и недостатки</span></h2>

По сравнению с классическими обогревательными приборами, работающими на тэнах, электродные по ряду параметров значительно их превосходят. Но они также имеют свои слабые стороны.

К положительным качествам ионных котлов можно отнести:

1. 1. Высокий, до 98%, КПД — имея простой и эффективный принцип действия, подобные устройства способны практически всю энергию переводить в тепло.
2. 2. Компактность габаритов — размеры средней модели составляют всего 50 см, что позволит размещать котёл даже в маленьких помещениях. Помимо этого, он монтируется прямо в систему отопления, что позволяет сэкономить ещё немало места.
3. 3. Надёжность — благодаря устройству конструкции ионные котлы не запустятся без воды в системе, чего не скажешь об аналогах с тэнами, которые легко сгорают при «холостой» работе.
4. 4. Бесшумность в процессе работы.
5. 5. Стабильность работы — при падении напряжения электродные нагреватели не отключатся, а лишь станут чуть слабее нагревать теплоноситель.
6. 6. Экономичность. По сравнению с тэновыми аналогами, они потребляют на 15−20% меньше электроэнергии.

‘ >электродный котел своими руками два года спустя — то

Недостатки электродных котлов:

1. 1. Особые требования к теплоносителю — чтобы котёл смог выйти на нужную рабочую мощность, необходима вода с определённой концентрацией солей, поскольку она должна иметь нужное сопротивление. Не получится использовать в качестве теплоносителя другие жидкости.
2. 2. Потребность в заземлении — так как в процессе работы возникает вероятность появления статического электричества, как сам котёл, так и всю систему отопления обязательно нужно заземлять.
3. 3. Приборы контроля — необходима установка приборов, контролирующих работу системы, что повышает стоимость оборудования.
4. 4. Определнные радиаторы — для качественной и эффективной работы ионных котлов можно использовать не каждый радиатор.

РекомендуемЭлектродный котел отопления для частного дома

2 Устройство и принцип работы</span></h2>

Сделать электродный котел не слишком сложно, но его конструкция имеет свои нюансы. Ведь здесь нагревательных элементов типа тэнов нет.

Для того чтобы разобраться с устройством и принципом работы ионных котлов, придётся немного вспомнить физику и химию. В частности, такой процесс, как электролиз. Классический пример — когда в солёную воду помещают два контакта, катод и анод, на которые подаётся постоянный электрический ток. Но ионы соли имеют собственный заряд, отчего притягиваются к одному из электродов.

В электродных котлах происходит практически то же самое. Разница заключается лишь в том, что ток на электроды подаётся не постоянный, а переменный, с обычной для сети частотой 50 Гц. Это значит, что в течение одной секунды ионы соли, растворённой в теплоносителе, будут менять свою траекторию пятьдесят раз, притягиваясь то к одному электроду, то к другому. В результате жидкость, которой заполнена система, будет сильно греться.

Согласно закону Ома, при постоянном напряжении с уменьшением сопротивления сила тока будет возрастать. Но вода не является столь же хорошим проводником, как металлы, поэтому повышая силу тока, легко повысить и температуру нагрева воды. Это позволяет понять, что от количества соли в воде зависит не только сила тока, но и мощность самого устройства.

‘ >Мини котельная электродный котёл

И совершенно неважно, заводской это или самодельный электродный котел: корпус является одним из электродов, а расположенный внутри стержень — другим. К каждому из них подводится один провод питания. Про заземление тоже не нужно забывать.

РекомендуемКак сделать экономичный котёл своими руками

3 Изготовление ионного котла</span></h2>

Для создания катодного котла своими руками понадобятся следующие инструменты и материалы:

1. 1. Сварочный аппарат. Если в сварке опыта нет, то предпочтительнее пользоваться сварочным инвертором, так как он оснащён рядом функций, которые помогут новичку.
2. 2. Стальная труба — будет выполнять роль корпуса. По размерам можно выбирать любую, но рекомендуется труба диаметром 10 см и длиной до 30 см.
3. 3. Стержень из стали — из него изготавливают один из электродов. Рекомендуемая длина — 10 см.
4. 4. Тройник — так как впоследствии его придётся навернуть на трубу, его нужно подбирать с учётом диаметра трубы.
5. 5. Муфта для монтажа котла к системе отопления.
6. 6. Клеммовые и электродные изолирующие.
7. 7. Заземляющие и нулевые клеммы.
8. 8. Углошлифовальная машинка.

РекомендуемКотёл длительного горения своими руками

3.1 Подготовительные работы</span></h3>

Нужно решить, какую схему использовать в конкретном случае: одноконтурную или двухконтурную. Первая предназначается лишь для отопления помещения. Вторая позволит обеспечить и горячее водоснабжение.

При изготовлении электродного котла своими руками, чертежи можно составить одним из двух способов. Первый предполагает заглушить концы трубы, выступающей в качестве корпуса, полностью. Для подачи теплоносителя размещают по бокам два патрубка, один из которых будет подавать воду в систему, а второй — возвращать её из радиаторов.

Второй способ предусматривает установку патрубка на конце, противоположном электроду. Второй патрубок устанавливается около главного элемента котла.

3.2 Порядок действий</span></h3>

Электродные котлы должны быть заземлены. Нулевой провод подключают исключительно на контакт корпуса. В свою очередь, фазный подсоединяют только на электрод.

В остальном сложностей возникнуть не должно. Сборка выполняется в определённой последовательности:

1. 1. На один конец трубы, используемой как корпус, насаживается муфта. На другой наворачивается тройник, через который теплоноситель подаётся в котёл для нагрева и, набрав температуру, выпускается в систему. Соединения хорошо уплотняют, дабы исключить в будущем протечки.
2. 2. Теперь электрод необходимо вставить с торца тройника таким образом, чтобы он был неподвижен и при этом изолирован от корпуса. В качестве изолятора хорошо подходит биметаллическая заглушка от радиатора, где по центру просверливается отверстие диаметром равным диаметру электрода, зафиксировать который можно с двух сторон гайками. Соединение, вкупе с изолятором, должно обеспечивать хорошую герметизацию во избежание протекания теплоносителя.
3. 3. На корпус котла приварить два болта (М8 или М10), один из которых необходим для подключения заземления, а второй — для нулевого провода. После подключения, во избежание поражения электрическим током, места соединения необходимо изолировать.
4. 4. Котёл готов — остаётся его установить и подключить.

‘ >Электродный котёл Ионный котёл Часть I Детали и сборка электродного котла

3.3 Монтаж готового агрегата</span></h3>

Может показаться, что смонтировать готовый котёл так же просто, как и собрать. На самом деле при монтаже необходимо знать некоторые нюансы.

Запрещается использование в работе обогревателя УЗО, так как это может вызывать поражение током. Ведь здесь ток почти постоянно будет проходить через воду, а это способствует образованию электролизного газа, который усложняет работу системы и может вызывать сбои.

Для того чтобы исключить последствия появления такого газа, придётся дополнительно устанавливать автоматические и предохранительные клапаны для удаления излишков давления.

Устанавливается также манометр, который позволяет следить за мощностью системы, монтируются расширительный бак и запорная арматура.

Устанавливают готовый аппарат только вертикально и на стену крепится отдельно от остальной системы. Подключаемые трубы на 1,5 метра должны быть выполнены из металла. Что касается остальной части системы труб, материал может быть любым.

Заземляющий провод обязательно должен быть медным, с сечением от 4 мм и сопротивлением не менее 4 ом.

После проведения монтажных работ систему необходимо прочистить. Для этого используются специальные растворы. Узнать марку и концентрацию можно в инструкции к заводским моделям.

Стоит следить и за герметичностью всей системы — это исключит возникновение коррозии внутри. Рабочая температура доходит до 120 градусов, что является отличным показателем.

Подключение котла также может быть различным. Здесь всё зависит от его назначения. Ведь назначение ионных котлов довольно разнообразно, начиная от обогрева помещений и заканчивая нагревом воды.

Выделяют четыре вида подключения:

1. 1. Однофазный — котел используется как единственный источник тепла.
2. 2. Трёхфазный — в нем задействованы три фазы.
3. 3. В одной системе с другими обогревательными устройствами. В таком случае ионный котёл будет дополнительным или резервным.
4. 4. Полного автоматического контроля.

3.4 Выбор радиатора</span></h3>

Форма, конструктивные особенности, размеры и схемы самодельных электродных котлов могут быть самыми разными, но к выбору радиаторов стоит отнестись более серьёзно, так как от них зависит очень многое.

К примеру, экономичность может напрямую зависеть от радиаторов. Если добавить больше теплоносителя, чем положено, затраты электроэнергии возрастут, так как придётся при той же мощности нагревать большее количество воды. Поэтому рекомендуется на 1 кВт мощности заливать 8−9 литров теплоносителя. Имеет значение и концентрация солей в нём.

Предпочтительно выбирать радиаторы из биметалла или алюминия, так как другие материалы довольно легко отдают свои частицы в теплоноситель, из-за чего меняется его состав, и КПД резко падает.

‘ >электродный котел своими руками два года спустя

3.5 Настройка обогревателя</span></h3>

Мощность во многом зависит от теплоносителя, а точнее, от концентрации в нём солей. Если в систему залить воду, с разведённой в ней солью, то получится некоторое значение мощности. Но что если необходимо иметь более точные показатели?

Настроить агрегат дело овольно трудоёмкое и занимающее много времени. Но результат позволит получить идеально настроенную систему. Для этого понадобятся:

• Амперметр.
• Сода.
• Шприц.
• Ёмкость для раствора.

Теперь нужно высчитать силу тока, которая должна быть в цепи, согласно закону Ома. Если брать приведённую в примере конструкцию, то её мощность будет в пределах 4 кВт. С условием, что котёл запитан от однофазной сети 220 вольт, получается:

4000 Вт/220 В = 18 А

Именно 18 ампер должно быть в цепи. Далее смешивается сода с водой в соотношении 1/10.

Подключают амперметр или тестер, установленный на амперы, параллельно водным проводам. Шприцем в систему вводится полученный раствор — через расширительный бачок. Котёл запускают и выводят на рабочую мощность. Остаётся смотреть на показания прибора. В случае необходимости содово-водный раствор добавляют ещё, пока не будет достигнута необходимая сила тока.

Несмотря на кажущуюся сложность, такая настройка позволяет обогревателю работать при оптимальных параметрах.

‘ >Электродный электрокотел своими рукамиФото

Устройство и принцип действия

Самодельный электродный котел

Всем известен самодельный кипятильник из двух лезвий, прикрученных к спичкам. Такой же и принцип работы электродного котла, он основан на процессе электролиза. В обычной воде содержатся соли разных металлов, благодаря чему она становится проводником. Если к металлическим контактам, погруженным в воду, подавать постоянный ток, то заряженные частицы солей (ионы) начнут непрерывно двигаться от одного контакта к другому и осаживаться на нем. В нашей сети ток переменный, частотой 50 Гц, тогда ионы будут менять направление своего движения 50 раз в секунду.

Чем больше вода, протекающая через электродный котел, содержит солей, тем интенсивнее движение частиц и меньше сопротивление жидкости. По закону Ома при постоянном напряжении уменьшение сопротивления приводит к увеличению силы тока. Поскольку вода не проводит электричество так же хорошо, как медь или алюминий, то рост силы тока приводит к ее интенсивному нагреву. Таким способом электродные отопительные котлы преобразовывают почти 100% электроэнергии в тепло. Сила тока, а следом за ней и мощность нагревателя зависит от концентрации солей в теплоносителе:

P = UI, где:

• P – значение мощности, Вт;
• U – напряжение в сети, для однофазной сети равно 220 В, для трехфазной – 380 В;
• I – сила тока, А.

Производителями обычно используется следующее устройство электродного котла отопления: цилиндрический корпус из отрезка трубы, внутри которого расположен круглый электрод. Он служит первым контактом, к которому подводится фазный провод. Второй контакт – это сам корпус, к нему подключается нулевой провод. Во избежание поражения электротоком корпус аппарата обязательно нужно заземлить, для чего на нем предусматривается третий контакт. Такую же конструкцию принимают мастера, чтобы изготавливать электродные котлы своими руками.

Порядок выполнения работ по изготовлению нагревателя

Для начала нужно изучить чертеж самодельного электродного котла, в нем представлена конструкция, требующая минимума сварочных работ.

1 — железная бесшовная труба Ø57 мм с внутренней резьбой; 2 — покрытие из термостойкой краски; 3 – патрубки входа и выхода теплоносителя Ø32 мм с наружной резьбой; 4 – боковые металлические заглушки; 5 – внутренний электрод для котла Ø25 мм; 6 – присоединительные клеммы с резьбой М6 для подключения нулевого провода и заземления; 8 – прокладки из резины или паронита.

Если вы имеете навыки сварщика и соответствующее оборудование, то можете изменить конструкцию, приварив вместо резьбовых заглушек круги из металла. Некоторые мастера делают электродный водонагреватель с выходом теплоносителя вверх, установив патрубок вместо заглушки. Внутренний электрод нужно будет изолировать от корпуса, для этой цели можно применять разные фторопластовые втулки или изготовить саму заглушку из стеклотекстолита. Тем и хороши электродные котлы отопления, изготовленные своими руками, что есть широкий простор для улучшений и модернизации с использованием подручных материалов. Только не следует увлекаться и делать аппарат из разных металлов, они могут образовать гальваническую пару, в результате на одном из электродов будет активно расти накипь.

Инструкция по сборке

Когда появилось понимание, из чего сделать электродный котел своими руками, можно приступать к заготовке деталей и сборке, соблюдая инструкцию:

• Разметить и отрезать трубы для корпуса и патрубков, в них с помощью болгарки сделать выборки сферической формы для прилегания к цилиндрической поверхности корпуса. В нем просверлить отверстия в местах приварки патрубков.
• Нарезать все резьбы можно с помощью специальных метчиков и плашек для трубной резьбы. Если таких приспособлений нет, надо обратиться в токарную мастерскую. Там же можно выточить заглушки, фторопластовую втулку и внутренний электрод.
• К корпусу приварить готовые патрубки и клеммы для присоединения проводов.
• Закрепить электрод в заглушке и установить его в самодельный электродный котел. Закрутить и затянуть обе заглушки.
• Готовое изделие можно окрасить эмалью, стойкой к температуре до 120 ºС.

После сборки необходимо проверить сварные швы на проницаемость. Просто наполнить аппарат водой недостаточно, поскольку рабочее давление в системе может достигать 2 Бар, а аварийное – 3 Бар. Швы нужно очистить от шлаков и покрыть мыльной пеной. После этого создать внутри корпуса избыточное давление с помощью компрессора, в местах непроваров будут появляться пузырьки. По окончании проверки самодельный электродный котел отопления можно размещать в топочной и подключать к системе, используя такую схему:

1 – отопительная электроустановка; 2 – группа безопасности, состоит из предохранительного клапана, воздухосбрасывателя и манометра; 3 – шаровой кран; 4 – приборы отопления; 5 – расширительный бачок; 6 – кран для опорожнения; 7 – сетчатый фильтр; 8 – насос.

Вывод нагревателя в рабочий режим

Последний этап – подключение проводов электропитания и заземления, заполнение системы водой и настройка электродного котла. Его потребуется вывести на рабочую мощность корректировкой состава теплоносителя. Обычно используют водопроводную воду, но она имеет ряд вредных включений, которые образуют накипь на поверхностях электродов. Идеальный вариант – в самом начале заполнить систему дистиллированной водой, если ее нет – дождевой или водопроводной.

Для настройки нужно иметь такие приборы и материалы:

• токовые клещи или амперметр;
• сода;
• шприц;
• емкость для размешивания.

Поскольку электродные котлы, сделанные своими руками по приведенному чертежу, будут иметь ориентировочную мощность 4 кВт, то по расчету сила тока в цепи должна быть 4000 Вт / 220 В = 18 А. Амперметр присоединяется к проводам питания, после чего аппарат включается в сеть для нагрева воды в системе. В это время в емкости делается раствор соды, ориентировочная пропорция — 1 / 10. Его лучше добавлять в систему через открытый расширительный бак или другое место шприцем.

После включения первые показания амперметра будут меньше, чем 18 А. Небольшими порциями, не спеша, в теплоноситель для электродных котлов добавляется раствор соды. При этом система должна быть полностью прогрета. Если была залита дистиллированная вода, то процесс займет длительное время, нужно запастись терпением. Доливку надо прекратить, когда прибор покажет 16—17 А, иначе можно превысить концентрацию. Это чревато закипанием и выбросом пара или разрывом пластиковых труб.

Заключение

Электродный котел прост в изготовлении, надежен в работе и занимает небольшое пространство в топочной. Единственное его слабое место – требования к составу теплоносителя. Когда их выполнить невозможно, то желательно ставить индукционный котел, который нагревает теплоноситель вихревыми токами и не зависит от концентрации солей в воде.

Для тех, кто хочет попробовать сделать котел на твердых видах топлива, советуем почитать статью про изготовление самодельного пиролизного котла.

Электродный (другое название – ионный) котел является одной из вариаций электрических приборов отопления. Он используется преимущественно в загородных домах и отличается тем, что вместо привычных ТЭНов оборудован набором электродов, которые, собственно, и занимаются нагревом рабочей жидкости. электродный котел своими руками. Но перед тем как приступить к сборке, следует ознакомиться с особенностями его работы.

Конструктивные особенности

Рассмотрим технические параметры заводских моделей.

1. Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
2. Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
3. Оптимальное значение потребления энергии достигается при температуре рабочей жидкости в 75ᵒС. Если показатель выше, то потребление энергии увеличивается, а если ниже, то оно, соответственно, снижается (при минусовых температурах показатель теплопроводности у жидкости ухудшается).
   

По способу подачи теплоносителя ионные приборы могут быть двух типов:

• открытые системы характеризуются тем, что нагретая жидкость движется естественным путем, передает тепло и направляется обратно в теплогенератор;
• в закрытых же имеются специальный насос и расширительный бак – они необходимы для начального этапа прогрева рабочей жидкости.

  </p>

Видео – Как работает котел

О достоинствах

1. Главным достоинством ионных котлов является высокий КПД (до 98%), что объясняется относительной простотой работы прибора.
2. Небольшие размеры позволяют использовать их даже в малогабаритных домах.
3. У электродных котлов отсутствует «сухой ход». Жидкость является полноправным «участником» рабочего процесса, поэтому ее отсутствие не вызовет перегрев системы – только цепь разомкнется.
4. Перепады напряжения в этом случае не страшны – если оно снизится, то прибор не отключится, он просто заработает с меньшей мощностью.
5. Экономичность – еще одно достоинство электродных котлов.
6. Наконец, они быстро достигают заданной температуры и так же быстро остывают, что позволяет эффективнее использовать автоматическое управление.
   

   </p>

О недостатках

Но есть и своим минусы, среди которых:

• невозможность работы от аварийных систем электропитания;
• высокие требования к проводимости теплоносителя;
• необходимость в заземлении вследствие высокого риска поражения током;
• необходимость в специальных знаниях для контроля работы прибора.

Также отметим, что попадание воздуха в корпус может привести к достаточно быстрому образованию коррозии.

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях. Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

• сварочный аппарат;
• электроды;
• железный тройник;
• электродная изоляция (из полиамида);
• нулевой провод;
• муфта;
• клеммы заземления;
• труба соответствующих размеров из стали;
• изоляция для клемм.

Обратите внимание! На подготовительном этапе следует изучить схему работы подобного оборудования.

Этап 2. Сборка ионного котла

Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Обратите внимание! Для монтажа электродов требуется тройник, посредством которого и будет происходить вход/выход теплоносителя.

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Обратите внимание! Для большей надежности можно прикрепить второй болт, аналогичный первому.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Этап 3. Монтажные работы

На этом этапе обязателен монтаж таких элементов системы:

• манометр;
• предохранитель.

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Видео – Ионный котел своими руками

Другие важные моменты установки.

1. Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительность ионного котла существенно снизится.
   

2. Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
3. Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
4. Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводность рабочей жидкости.
5. Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.

6. </p>

Видео – Подключение котла «Галаган»

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).

Цены на модельный ряд электрических котлов

Электрический котел

В качестве заключения

Теперь вы знаете, каков принцип работы электродного котла и как можно собрать подобный агрегат в домашних условиях, сэкономив немало денег. Главное в работе – четко следовать инструкции и соблюдать требования техники безопасности. В таком случае никаких проблем не возникнет.

Характеристики электродных электрических котлов	Очаг-2	Очаг-3	Очаг-5	Очаг-6	Гейзер-9	Гейзер-15	Вулкан-25
Объем отапливаемого помещения (м.куб)	75	120	175	200	340	550	850
Номинальная потребляемая мощность (кВт)	2	3	5	6	9	15	25
Номинальное напряжение (В)	220	220	220	220	380	380	380
Ориентировочный полугодовой расход электроэнергии (кВт/ч)(при правильной теплоизоляции помещения)	0,5	0,75	1,25	1,5	3	4	6,5
Максимальный ток электрокотла по каждой фазе (А), частота 50 Гц	9,1	13,7	22,7	27,3	13,7	22,7	37,5
Номинальный ток автоматики. Электромеханический вариант (А)	20	26	25	32	3×16	3×25	3×40
Сечение провода, медь (мм.кв.) 220 В	4 (380 В)	4 (380 В)	6 (380 В)
Рекомендуемый объем теплоносителя в отопительной системе (л)	20-40	25-50	30-60	35-70	50-100	100-200	150-300
Диаметр патрубков «Вход» и «Выход» электродного электрокотла (мм)	25	25	25	25	32	32	32
Класс защиты от поражения электрическим током	1	1	1	1	1	1	1
Длина (мм)	315	315	315	355	360	410	460
Масса (кг)	1,1	1,1	1,1	1,1	5,0	5,3	5,7

Устройство и принцип работы

В основе такого способа нагрева теплоносителя лежит процесс хаотичного перемещения ионов воды под воздействием переменного электрического тока. Любой подобный котёл состоит из массивного электрода, на который подаётся напряжение, а в качестве второго электрода с нулевой фазой выступает металлический корпус нагревателя. Дальнейший процесс напоминает электролиз, только ионы движутся не от катода к аноду, а хаотично перемещаются в разные стороны с частотой 50 Гц.

Устройство электродного котла

Электролит обладает плохой проводимостью и большим сопротивлением, чем сталь или алюминий, поэтому при прохождении через него электрического тока происходит выделение тепловой энергии. Мощность устройства рассчитывают по формуле: P=U*I, где U – подаваемое напряжение (В), а I – сила тока (А).

Преимущество такой схемы перед ТЭНом заключается в отсутствии промежуточной теплоизоляционной прослойки между нагревательным элементом и теплоносителем, что обеспечивает максимально возможный КПД. Фактически вся подаваемая электроэнергия преобразуется в тепловую.

Схема преобразования электроэнергии в тепловую

Это важно! Концентрация соли в электролите влияет на сопротивление жидкости и определяет максимально возможный протекаемый ток. Информация об этом содержится в справочниках или инструкции по эксплуатации заводского котла.

Плюсы и минусы

Несмотря на то, что такие котлы появились относительно недавно, информации по их использованию достаточно. Кроме простоты конструкции, ионные котлы обладают и другими плюсами:

• КПД достигает рекордных 99%, другие системы имеют меньший коэффициент в силу особенностей своего устройства;
• Экономичнее других нагревательных устройств на 15–20% при аналогичной выделяемой мощности;
• Не зависит от перепадов напряжения, будет греть даже при сильном его падении, но с меньшей эффективностью;
• Не боятся утечки жидкости, при включении «на сухую» перегрева не произойдёт из-за невозможности процесса нагрева без электролита;
• Бесшумность работы;
• Компактные размеры устройства.

К сожалению, недостатки у ионных котлов тоже есть:

• Система отопления склонна к накоплению статического электричества и поражению электрическим током, поэтому качественное заземление обязательно;
• Теплоноситель должен иметь определённые показатели сопротивления, простая вода из крана не подходит;
• Необходимость установки электронного блока управления и термодатчиков для контроля за постоянной температурой;
• Потребление электроэнергии и стоимость 1 ккал выше, чем у твердотопливных или газовых котлов;
• Потребуется использовать специальные радиаторы отопления.

Как рассчитать мощность

Целесообразность установки отопительного котла того или иного типа определяется условиями его эксплуатации и площадью помещения. На основании этих данных рассчитывают минимальную мощность и стоимость эксплуатации за отопительный сезон или целый год.

Формула мощности: W=W_e*S (кВт);

• W – это оптимальная мощность нагревательной установки;
• W_e – удельная мощность для единицы площади, зависит от региона (южные районы порядка 0,05–0,07, северные и центральные – до 0,2);
• S – общая площадь (м²);

Могут вводиться дополнительные поправочные коэффициенты для разных типов зданий и кровли:

• крыша без теплоизоляции – 0,25;
• нет наружного стенового утеплителя – 0,35;
• сквозняки или мощная вентиляция – 0,15.

Эти и другие поправки содержатся в справочной литературе, а также соответствующих ГОСТах.

Это важно! Получив необходимое значение мощности котла, сравните его с максимально возможной нагрузкой на электрическую сеть в доме. Гаражные и садовые кооперативы имеют слабые сети и не способны питать мощные нагревательные приборы.

Схема подключения к отопительной сети

Для нормальной эксплуатации потребуется установка циркуляционного насоса, расширительного бака, специального фильтра и блока автоматики. Чаще всего используются 3 типовых схемы включения электрокотла в отопительный контур.

Стандартная или последовательная

Самая распространённая принципиальная схема, в которой теплоноситель подаётся сверху вниз при помощи насоса. Позволяет подключать большое количество радиаторов отопления.

Принципиальная схема подключения котла является самой распространённой

Параллельная схема

Хорошо подойдёт небольшим помещениям с 1–2 секциями батарей. Циркуляция жидкости в таком контуре возможна самотёком за счёт конвекции. Также может быть подключён второй котёл или центральное отопление.

1 – котёл, 2 – радиаторы системы отопления, 3 – расширительный бак; 4 – кран заполнения/подпитки системы из водопровода

Подключение тёплого пола

В домах с центральным или газовым отоплением электродные котлы малой мощности используют для обогрева пола. Такой пол дольше сохраняет тепло и делает микроклимат в помещении мягче, чем при использовании инфракрасных обогревателей.

Подключить тёплый пол к котлу можно самостоятельно

Нагрев воды в системе горячего водоснабжения предполагает применение специальных 2-х контурных котлов, которые могут быть также подключены к общей отопительной системе.

Перед началом работ на чертеже необходимо указать количество контуров, места расположения радиаторов отопления и общее количество труб, места установки насосов и фильтров. Предусмотреть краны для слива воды и заправки жидкости в контур.

Как сделать самому

Вначале необходимо определиться с типом электродного котла – одноконтурный для отопления или двухконтурный для ГВС. Во втором случае корпус котла устанавливается внутри ёмкости с водопроводной водой.

Материалы и инструменты для изготовления электродного котла

Большинство подходящих по размеру заготовок можно найти, порывшись в гараже, а недостающие детали докупить в магазине. Сложного инструмента также не потребуется. Для сборки стандартного котла мощностью до 10 кВт необходимо следующее:

• Сварочный аппарат, желательно современный инверторный, с таким проще справиться, а качество швов получится весьма приличным;
• Болгарка;
• Дрель;
• Обрезок стальной трубы длиной 20–30 см и диаметром 8–10 см, он послужит корпусом;
• Металлический стержень диаметром 1–2 см и длиной 10–15 см для центрального электрода;
• Железный тройник диаметром, как у корпуса котла, для крепления электрода и подводящих трубок (готовые продаются в сантехнических магазинах);
• Муфта с переходником под стандартную трубную резьбу и подходящая по диаметру к корпусу;
• Изолятор для электрода из подходящей биметаллической заглушки или фторопластового уплотнителя;
• Контакты для нулевой фазы и заземления из подходящих болтов с гайками на М6 или М8;
• Герметик или специальная уплотнительная лента;
• Уголок для изготовления крепежа корпуса котла к стене или полу.

Технология изготовления

Работу ведём в такой последовательности:

1. Готовую заготовку корпуса подрезают в размер и зачищают острые кромки. С одного конца устанавливают готовый тройник и тщательно проваривают соединение. К противоположной стороне приваривают муфту или стандартный резьбовой фланец под муфту. В этом случае соединение дополнительно герметизируется. Допускается нарезать резьбу на трубе под тройник и муфту. Теплоноситель будет поступать в котёл через тройник, а затем после нагрева в систему отопления через муфту с краном.
2. К электроду заранее привариваем клемму из подходящего болта. В изоляторе сверлим отверстие под электрод. Сам электрод и изолятор – это самые ответственные узлы в котле. Все соединения необходимо выполнить аккуратно и посадить на герметик во избежание течей.

Процесс изготовления электродного котла не вызывает особых трудностей

Это важно! Место подключения фазы к электроду должно быть тщательно заизолировано или закрыто защитным кожухом, чтобы избежать случайного поражения электрическим током:

1. К корпусу привариваем два болта – один для подключения заземления, второй для подвода нулевой фазы. Заземление обязательно из медного провода сечением не менее 4 мм² .
2. Очищаем от ржавчины и окрашиваем термостойкой краской.
3. Изготавливаем крепёж котла из уголков и размещаем его в нужном месте. Закрываем декоративным экраном и подключаем к сети.

Схема подключения электродного котла

Перед окончательной установкой собранного котла испытайте его на герметичность. Для этого залейте в него керосин или похожую жидкость с высокой текучестью. Также можно проверить герметичность, нанеся мыльный раствор на стыки и сварные швы, а внутрь корпуса подать воздух под давлением от 3 атм., например, от автомобильного насоса. Затем котёл промывают специальными составами, удаляющими накипь и ржавчину внутри.

Монтаж самодельного котла в систему отопления

Работа электродного котла отличается от индукционного или ТЭНового, поэтому его эксплуатация потребует своей схемы подключения. В процессе пропускания тока через теплоноситель выделяется электролизный газ (водород), который ухудшает работоспособность системы. Для его удаления в верхней части системы врезается специальный предохранительный клапан, стравливающий избытки давления в системе.

Также потребуются:

• Расширительный бак;
• Манометр;
• Автоматический клапан сброса воздуха;
• Запорная арматура.

Установка ионного котла любого типа возможна только в вертикальном положении, а выводная труба обязательно берётся металлическая длиной до 1,5 м. Остальная разводка выполняется из композитных или любых других труб.

Электродный котёл, сделанный своими руками

Рабочая температура теплоносителя в герметичной системе достигает 120 градусов, поэтому обязательно наличие защитных кожухов. Преимущество герметичного контура состоит в том, что на стенках труб долгое время не образуются ржавчина и накипь.

Мощность электродного котла можно регулировать, изменяя концентрацию растворенных солей в теплоносителе. Для получения оптимального сопротивления жидкости применяют такой метод:

• Берём дистиллированную воду или дождевую (снеговую);
• Потребуются ёмкость, амперметр, большой шприц для воды или мерный стакан, пищевая сода;
• По закона Ома рассчитываем силу тока в цепи (для котла мощностью 4 кВт при напряжении 220 В сила тока составит 18А);
• Разводим соду в ёмкости в пропорции 1 к 10 и заливаем в систему через расширительный бак;
• Амперметр подключаем к клеммам котла и смотрим на показания на включённом и прогретом котле;
• Доливаем воду до появления нужного значения силы тока.

Надо помнить, что процесс изменения концентрации теплоносителя происходит постепенно, поэтому стоит подождать окончательного установления тока на 16–17 Амперах. В дальнейшей эксплуатации следует регулярно проверять значение силы тока в системе, а при необходимости корректировать плотность жидкости добавлением соды или воды.

Это важно! Маленькая концентрация электролита снижает эффективность работы котла и ведёт к повышенному образованию газа.

Выбор радиатора для работы с электродным котлом

Из-за особенностей теплоносителя с большим количеством растворённых солей для работы в отопительном контуре подходят не все радиаторы. Для этого типа нагревательных устройств допускается применение алюминиевых или биметаллических конструкций. Они хорошо держат нагрев свыше 100 градусов и повышенное давление, а внутренняя поверхность остаётся чистой даже после нескольких лет эксплуатации.

Алюминиевые и биметаллические радиаторы хорошо сохраняют тепло

Это важно! Объём и количество секций подбирают, исходя из такого правила: на 1 кВт установленной мощности должно быть 8–10 литров жидкого теплоносителя. Излишнее количество жидкости не улучшит обогрев в доме, а вот затраты на её нагрев будут выше.

Информация об объёме секций радиаторов указывается на упаковке, а объём жидкости, циркулирующей по трубам, находят по формуле: V=S*L (м³ или литры), где V – общий объём, S – площадь поперечного сечения трубы, L – суммарная длина всех труб системы отопления.

Электродные котлы малой и средней мощности хорошо зарекомендовали себя для отопления помещений площадью до 100 м². При этом они могут работать от общедоступной сети 220 В, а предельная сила тока не превышает 20 А. Такие устройства идеально подойдут для отопления загородного дома или гаража. Изготовленный самостоятельно котёл и теплоноситель принесут значительную экономию, а по своим эксплуатационным характеристикам не будут уступать фирменным изделиям.

Видео: электродный электрокотёл своими руками

Единственное ограничение на эксплуатацию электродных котлов – это замерзание жидкости при минусовых температурах. Использовать антифриз запрещается, а водно-солевой раствор превратится в лёд уже при минус 4–5 градусах.

Электродный котел представляет собой прибор прямого действия. В нем вода нагревается путем прохождения тока через теплоноситель. Нагрев происходит из-за хаотичного движения ионов теплоносителя с частотой 50 колебаний в секунду. Эффективность нагрева зависит от особенностей теплоносителя.

Тепловая энергия производится за счет движения ионов. Она передается теплоносителю. Так электродный котел экономит до 40% электроэнергии по сравнению с другими разновидностями котлов с электропитанием.

Принцип действия

Проводник тока в такой системе — вода, поэтому ее нужно подготовить. В жидкости должно содержаться необходимое количество соли. Для этого соль растворяется в воде и добавляется в систему до необходимого уровня. Пропорции соли в жидкости указаны в паспорте котла.

Поскольку ток проходит прямо через воду, то и подключение такого котла нельзя производить через УЗО, ведь это снизит электробезопасность всей системы. Известно, что прохождение тока через воду образует электролиз, приводящий к возникновению электролизного газа. Он является препятствием для нормальной работы системы, поэтому время от времени нужно спускать воздух из системы.

Если происходит утечка теплоносителя из системы, то замыкание не будет, поскольку нет цепи (жидкости). В ходе включение электродного котла случается большой скачок напряжения, поэтому питание нужно подвести автономно.

В ходе нагрева теплоносителя снижается электрическое сопротивление проводника, поэтому теплоноситель нужно очень тщательно подготовить и проверить уровень соли несколько раз. По причине снижения сопротивления в теплоносителе может произойти электродуговой пробой (это почти замыкание).

Одним из самых известных электродных котлов является отопительный прибор Галан. Познакомиться с отзывами потребителей и разновидностями модели можно здесь: https://teplo.guru/kotly/modeli/kotly-galan.html

Преимущества и недостатки электродных котлов

Минусы:

• необходима большая мощность электричества для подключения;
• высокая стоимость электричества;
• низкий уровень электробезопасности;
• нестабильность электроснабжения.

Но появления всех вышеназванных минусов можно избежать и тогда котел получить немало преимуществ.

Плюсы:

• возможность управлять системой через Интернет;
• автономное отопление;
• компактность системы;
• невысокая цена оборудования;
• возможность подключения горячего водоснабжения;
• легкость монтажа;
• пожаробезопасность;
• не требует отдельного помещения;
• экологическая чистота;
• бесшумность работы.

Чтобы серьёзно сэкономить, можно воспользоваться статьёй о получении электричества из земли и воздуха: http://teplo.guru/elektrichestvo/besplatnoe-elektrichestvo.html

Схемы подключения котла в систему

Изучив тепловую схему отопления, вы сможете создать электродный котел своими руками.

Индукционный котел можно использовать и для нагрева воды для бытовых нужд и для отопления помещений. Существуют различные схемы подключениядля разных случаев использования: Для проточного нагрева воды и для отопления помещения.

В зависимости от различных потребностей есть разные схемы подключения электродных котлов в системы:

• однофазное подключение;
• параллельно с другими приборами обогрева;
• трехфазное подключение;
• подключение блоков автоматического контроля и регулировки.

Технология изготовления индукционного котла представлена здесь: https://teplo.guru/elementy/ustroistva/induktsionnyiy-kotel-otopleniya-svoimi-rukami.html

Создание электродного котла своими руками

Перед началом работ нужно купить необходимые для этого материалы и подготовить нужные инструменты:

• Стальная труба (диаметр 100 мм и длина 4 м);
• Сварочный аппарат;
• Электрод;
• Крепеж.

Основные этапы проведения работ

Существует определенная последовательность при создании электродного котла своими руками:

1. Создание схемы работы системы отопления. Может использоваться одноконтурная схема для отопления, или же двухконтурная, которая обеспечит и отоплением и горячей водой;
2. Заземление и установка котла для устранения статического электричества;
3. Обеспечение циркуляции жидкости путем повышения ее температуры нагрева;
4. Использование эффективных материалов радиаторов, которые хорошо взаимодействуют с водой.

Технологический процесс

Сварочным аппаратом привариваем небольшой «стакан» к концу трубы. С обратной стороны встраиваем электрод, он должен достать до дна нашего «стакана». После этого нужно заварить трубу с обеих сторон. Важный момент: 0,7 литра воды нужно залить перед установкой электрода.

Труба крепится с уклоном к стене и делается надежное заземление. Далее подается фаза на электрод, на корпус трубы «0». Следующий шаг — включение стандартного напряжения в 220 В. Мощность самодельного котла регулируется манометром, который нужно подключить через трехходовой кран к схеме.

Подобный котел будет нагреваться до 120 градусов. При этом замкнутость системы исключает образование коррозии внутри трубы, что увеличит срок службы прибора. Здесь, кстати, можно не контролировать состав воды.

Принцип работы самодельного электродного котла

Жидкость, налитая в «стакан», в нашем случае это вода, начинает через время кипеть. Пар, который постепенно образуется, начнет подниматься по трубе и отдавать тепло, превращаясь в воду. Вода же будет стекать вниз по наклоненной трубе и медленно оказываться в «стакане». Потом цикл будет начинаться снова.

Высокий уровень экономичности такого отопления при больших объемах обогрева позволяет делать их небольшого размера, что является еще одним преимуществом.

Если нужно обогреть большой объем помещений, то можно создать несколько электродных котлов в различном порядке для получения нужных характеристик на выходе. Дополнительный плюс в том, что такие котлы можно монтировать и устанавливать без получения на это специального разрешения.

Получение оборудования высокой экономичности в процессе производства тепла — это только одна из целей обогрева помещений в зимнее время года. Другая сторона проблемы — это небольшой расход тепла на получение комфортного микроклимата в помещениях разного типа и назначения. Важно также позаботиться о теплоизоляции дома или квартиры, и о соблюдении энергосберегающих технологий конструкций при строительстве дома в целом.

Видео работы самодельного электродного котла:

Используемые источники:

• https://oventilyacii.ru/otoplenie/elektrodnyj-kotyol.html
• https://cotlix.com/35-elektrodnyi-kotel-svoimi-rukami
• https://stroyday.ru/stroitelstvo-doma/pechi-i-sistemy-otopleniya/elektrodnyj-kotel-svoimi-rukami.html
• https://kotel.guru/kotly/elektrodnyiy-kotyol-svoimi-rukami.html
• https://teplo.guru/kotly/elektricheskie/elektrodnye-kotly-svoimi-rukami.html