Отопительные установки, преобразующие электрическую энергию в тепловую разными способами, выпускаются многими производителями. Однако можно существенно сэкономить на покупке, если знать как самому сделать электродный котел своими руками. Для загородного дома небольших или средних размеров аппарат можно изготовить самостоятельно, поскольку его конструкция не отличается сложностью.
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.
