Катодный котел своими руками

Смастерить электродный котел своими руками – еще один отличный способ сэкономить деньги на покупке дорогостоящего заводского котла. В прошлых статьях мы рассказывали о том, как изготовить тэновый электрокотел своими руками. Эта статья станет путеводителем для тех мастеров, которые решат оборудовать свой дом электродным (ионным) котлом. Имея достаточные навыки сварки, все необходимое оборудование, а также нашу статью-подсказку, вы отлично справитесь с задумкой. А теперь приступим!

Нужные материалы и инструменты

Сперва вам нужно провести ревизию арсенала своих подручных инструментов и материалов. Далее мы предоставим список того, что вам понадобится при работе. Ознакомьтесь с ним заранее, чтобы понять, чего же у вас не хватает.

• Сварочный аппарат – как и обычно, мы рекомендуем сварочный инвертор. Несмотря на более высокую (по сравнению с другими видами сварочников) стоимость, он станет настоящей находкой для тех, кто еще только учится «варить» и планирует заниматься этим в дальнейшем (чтобы стоимость аппарата могла окупиться). Он оснащен 3мя полезными для новичков функциями (Hotstart, Arcforce и Antistick), которые существенно облегчают работу новичкам, не давая дуге потухнуть в начале работы или прилипнуть при слишком близком поднесении электрода к поверхности детали. А в принципе, подойдет любой тип сварочника, главное – чтобы вы умело и качественно им работали.
• Стальная труба – она будет служить корпусом будущего котла. В принципе ее габариты остаются на ваше усмотрение, но специалисты рекомендуют остановиться на трубе с габаритами 10 см в диаметре и около 25-30 см в длину.
• Стальной стержень – он будет играть роль одного из электродов. Длина стержня приблизительно 10-12 см.
• Тройник – его диаметр должен соотноситься с диаметром корпуса котла: тройник нужно будет накручивать на трубу.
• Муфта – с ее помощью котел будет монтироваться в систему отопления.
• Изоляторы клеммовые и электродные .
• Клеммы для заземления и нуля .
• Болгарка

Устройство и принцип работы электродного котла

Как вообще греет воду котел этого типа? Понятно, что классических нагревательных элементов в его конструкции нет. Чтобы понять суть его работы, обратимся за помощью к химии и физике, а именно – к процессу электролиза. Протекает он следующим образом: в воду с растворенными в ней солями погружены 2 электрода, каждый из которых имеет свой знак заряда (катод и анод). На оба электрода подается постоянный электрический ток. В результате этих манипуляций частицы солей (ионы), которые также обладают своим зарядом, будут притягиваться к определенному электроду.

Именно так и происходит в электродном котле: вся разница в том, что, в отличие от примера, на электроды подается переменный ток частотой 50 Гц. Это значит, что периодически (50 раз за секунду) ионы будут менять траекторию своего движения и притягиваться к проивоположному электроду. Можете представить как нагреется жидкость, в которой они находятся.

Вспомним также закон Ома: сила тока растет с уменьшением сопротивления (с учетом того, что напряжение остается неизменным). А так как способность воды проводить электроэнергию не так хороша (если сравнивать с такими материалами как алюминий или медь), то с увеличением силы тока увеличивается и температура нагрева воды .

От процентного содержания солей в воде зависит не только сила тока, но и мощность устройства. Это ясно видно из формулы:

P – мощность оборудования, Вт.

U – напряжение в сети (220В или 380В).

Коротко конструкцию заводского котла можно описать так. стальной корпус является одним из электродов. Внутри находится стержень металлический, который играет роль другого электрода. К каждому подведен свой контакт (провод). Не стоит забывать и о заземлении котла – оно обязательно!

Теперь вы примерно знаете что же от нас в дальнейшем потребуется. Обратимся чуть подробнее к преимуществам и недостаткам устройства.

Количество соли в жидкости вы сможете узнать из паспорта заводского котла, который подходит вам по параметрам.

Плюсы и минусы самодельного электродного котла

Теперь разберемся, а стоит ли этот котел затраченных на него трудов и материалов. Чем он так хорошо и убедителен?

• Высокий КПД – благодаря простой и эффективной работе практически вся затраченная электроэнергия превращается в тепло: КПД составляет 98%.
• Компактные размеры – длина котла не превышает 50 см, но монтируется непосредственно в систему отопления. Это очень удобно, особенно для домов, где очень мало свободного места.
• Высокая надежность прибор – все остальные котлы нельзя включать при отсутствии воды внутри, иначе моментально возникнет перегрев системы Так называемый «сухой ход» им нестрашен, так как без воды процесс нагрева будет просто невозможен.
• Падение напряжения не отключит прибор – котел будет продолжать греть воду, просто с меньшей мощностью (см. формулу 1 ).
• Экономичность – по сравнению с теми же тэговыми устройствами, электродные потребляют примерно на 15-20% меньше электроэнергии.

• Высокие требования к теплоносителю – как вы уже поняли, вода должна иметь определенное значение сопротивления, иначе мощность устройства не выйдет на нужный уровень.
• Обязательное заземление – из-за риска накапливания статического электричества котел и всю систему нужно заземлить, иначе это грозит поражением током.
• Большое потребление электроэнергии.
• Обязательна установка приборов контроля за работой системы – это является одной из причин повышения себестоимости котла.
• Электродный котел подходит не для всех типов радиаторов – об этом нюансе мы поговорим подробнее далее в статье.

Этапы изготовления электродного котла

Схема подключения электродного котла

1. Определитесь какую именно схему вы хотите видеть у себя в доме: одноконтурную – только для отопления дома, или двухконтурную – может не только отапливать, но и греть воду для системы ГВС.
2. Создание и монтаж котла, его подсоединение к системе.
3. Первичное наблюдение за перемещением теплоносителя в системе и поддержание характеристик на заданном уровне.
4. Выбор материала батарей, которые подходят для электродного котла.
5. Автоматизация работы агрегата.

Это общая схема работы, которой необходимо придерживаться. Ниже мы поэтапно и подробно распишем вам как сделать электродный котел.

Эскиз электродного котла

Шаг 1. Возьмите стальную трубу, которая подбиралась как будущий корпус котла, и с одного торца насадите муфту, а с другого – тройник. Плотно закрутите их, чтобы при дальнейшей эксплуатации не было утечек.

Тройник – именно та деталь, через которую теплоноситель будет поступать в систему для нагрева и подаваться з котла в отопительную систему.

Шаг 2. Возьмите электрод и ставьте его в корпус будущего котла с торца тройника. Важно, чтобы он располагался неподвижно: для этого и послужит изолятор. С его помощью четко закрепите электрод в выбранном положении.

Вам может пригодиться обычная заглушка от биметаллического радиатора. Используя ее, можно хорошо изолировать электрод, чтобы не было контакта между ним и корпусом. Для этого достаточно будет просверлить в заглушке отверстие, а окончательную фиксацию произвести обычной гайкой.

Изолятор – важная деталь конструкции, так как он еще и герметизирует корпус котла. Поэтому, если вы не уверены в своих силах по изготовлению изолятора, то лучше обратиться к квалифицированному специалисту.

Перед тем как заварить конструкцию, добавьте внутрь около 0,7 литров жидкости.

Шаг 3. Приварите к трубе (корпусу) устройства 2 стальных болта (М8 или М10 будут оптимальным выбором). Они будут вам нужны для крепления проводом заземления и нулевого. Места контакта обязательно заизолируйте: они могут стать причиной удара током при случайном касании.

Шаг 4. Установите котел в систему отопления и подключите его.

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Монтаж электродного котла

Технологический процесс установки котла также отличается своими нюансами.

Нельзя использовать УЗО во время установки электродного котла. Это может стать причиной повышенной угрозы удара током со стороны котла. Дело в том, что в процессе работы будет образовываться электролизный газ (возникает при пропускании тока через воду). Он тормозит работу системы, а значит, периодически нужно будет удалять излишки газа из системы.

Поэтому, для безопасности работы вам необходимо установить в системе следующие элементы:

— Автоматические клапаны для удаления воздуха ;

— Предохранительный клапан ;

— Манометр – подключается к системе с помощью трехходового крана. Используя манометр, вы можете контролировать мощность своего устройства.

— Расширительный бак ;

— Запорная арматура .

Несколько советов по установке

• Устанавливайте котел только вертикально – это обусловлено особенностями конструкции. А для безопасной работы крепить к стене его нужно отдельно от остальной системы. Будет лучше, если последние 1,5 метра системы труб будет выполнена из металла (оцинковка также нежелательна). Материал изготовления остальной системы уже неважен.
• Провод для заземления лучше брать из меди с диаметром 0,4 мм и сопротивлением 4 Ом. Он подключается к нулевой клемме, расположенной чаще всего в нижней части котла.
• Обязательно прочистите систему перед монтажом котла. Для этой цели можно использовать специальные средства, которые также указаны в паспорте любого заводского электродного устройства.

Максимальная температура нагрева этого котла составляет 120˚С, что является отличным показателем. Так как система является герметичной, то шанс возникновения коррозии очень мал.

Варианты подключения котла

Подсоединить котел можно также по-разному. И способ напрямую зависит от роли котла в вашей системе, ведь его можно использовать не только для отопления, но и, к примеру, как проточный водонагреватель – просто для нагрева воды. В связи с этим выделяют 4 схемы:

— однофазное или трехфазное подключение – когда котел будет использоваться как единственный источник тепла;

— одновременно с другими отопительными устройствами – в таком случае котле будет запасным вариантом;

— монтаж и подсоединение узлов автоматического контроля.

Ввод в эксплуатацию самодельного электродного котла

Как мы уже сказали, мощность нашего котла напрямую зависит от концентрации солей в теплоносителе. Вот мы сделали котел, примерно рассчитали и засыпали соль в воду. А вдруг нам нужно больше/меньше мощности? Поэтому нужно знать как наладить рабочую мощность устройства.

Идеальный случай – использование изначально дистиллированной или дождевой воды. Она имеет минимальное количество вредных примесей и взвесей. Если у вас ее нет, то просто на несколько дней дайте отстояться обычной воде, а потом аккуратно слейте отстоявшуюся чистую воду.

Итак, нам потребуется:

— любая емкость.

• Согласно приведенной схеме ориентировочная мощность котла, получившегося в итоге, составляет около 4 кВт. Это означает, что 4000 Вт/220В=18 А – такая сила тока должна быть в цепи.

• Подсоединяем амперметр к проводам, параллельно смешиваем состав воды и соды в подготовленной для этого таре. Соотношение должно быть 1/10 – на одну часть соды добавляем 10 частей воды.

• Далее шприцем добавляем воду в котел (через расширительный бачок). После чего разогреваем систему с котлом, выводя ее на рабочий уровень, и внимательно следим за показателями амперметра. Потихонечку добавляйте соды в систему, но не увлекайтесь!

Помните, что это очень долгий процесс, поэтому нужно быть терпеливым. Система должна быть прогрета. Прекращайте добавлять соду только после того, как на экране покажутся цифры 16-17А. Дальше продолжать не надо, иначе систему разорвет от избытка газа.

Как радиаторы подходят для электродного котла?

Как мы уже сказали ранее, к их выбору нужно отнестись ответственно, ведь их характеристики зависят от многих параметров.

Во-первых, от мощности котла. Можно опираться на следующее правило: на 1 кВт мощностидолжно приходиться около 8-9 литров теплоносителя .

Не нужно наливать теплоносителя с запасом – это не приведет к положительным результатам. Котел будет просто вынужден потратить больше энергии для нагрева жидкости до той же самой температуры. Итог: лишние траты.

Отдельно стоит поговорить о материале радиаторов. Оптимальным выбором биметалл или алюминий. На рынке радиаторов сейчас представлен большой выбор устройств из этого материала.

Почему не рекомендуются батареи из другого материала? Все просто. Остальные содержат слишком много примесей, которые быстро попадут в систему и негативно скажутся на КПД работы.

Изготовление электродного котла своими руками: видео

Вам будет весьма полезно глянуть представленные ниже 5 уроков по выполнению котла своими руками:

Заключение

Подведем же итог: выгодно ли самостоятельно делать котел электродного типа и устанавливать в своем доме?

• Высокая эффективность работы при малых габаритах позволяет эффективно отапливать дома малой и средней площади (до 90-100 кв.м.)
• Если вам нужно отопить большую площадь, то это также можно организовать, просто сделав систему из нескольких таких котлов. Кроме того вам не потребуется разрешение инспекции по монтажу этих котлов.
• Невысокая себестоимость изготовления котла.

Свежие записи

Как сделать электродный котел своими руками

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 – 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 котел своими руками: инструкция по изготовлению

Возможность установить в качестве отопительного агрегата электродный котел своими руками присутствует в любых условиях. Почему именно данный вид оборудования? Во-первых, он занимает меньше места, а во-вторых доступен в условиях, где не предназначены газовые или твердотопливные установки.

Сделать оборудование собственноручно, руководствуясь инструкцией не составит труда, поэтому важно точно придерживаться каждого пункта, чтобы не упустить даже малейшего нюанса.

Инструктаж по изготовлению электродного котла

Любя работа, включительно изготовление оборудования для отопления требует финансовой и практичной подготовленности. Обязательно нужно обзавестись следующим инвентарем:

• из техники сварочный аппарат, а от вас умение им пользоваться;
• стальная труба с нужными габаритами (идеально длина 25 см, толщина до 10 мм);
• тройник на трубу, муфта;
• изоляторы и клеммы для электродов;
• электроды (набор);
• заземляющая и нулевая клемма.

Электродный котел для дома своими руками

Производство котла на электродах

Изготавливать котел, функционирующий на основе электродов, будем поэтапно, для того чтобы обозначить все важные моменты.

1. Первый этап инструктажа для ионного отопительного агрегата незамысловат. Произвести его проще простого. Нужно взять трубку из стали, обустроить в ней тройник.
2. В подготовленный тройник вставляем электроды. В основном используют три штуки, но можно обойтись и одним.
3. На другой наконечник трубы помещается муфта, которая будет соединять устройство с общей системой отопления.
4. Используем изолятор и помещаем его между установленным тройником и электродами. Также приспособление будет служить в качестве надежного герметика. Лучше применять для этих целей пластиковые устройства, с высокой устойчивостью к высокой температуре.
5. К корпусу устройства привариваем массивный болт — он послужит креплением для заземления.
6. Ваша основная задача не только обеспечить себе надежное отопление, но и максимально ограничить прикосновение к прибору членов семьи, так как высока вероятность поражения электрическим током.

Эксплуатация самодельного электродного котла

Если в жилом помещении установлен электродный источнику обогрева, хозяева обязательно должны придерживаться техники безопасности. Одним из главных моментов считается учет удельного сопротивления теплового носителя. В качестве него обычно используют обычную воду, однако лучше, если будет дождевая или талый снег.

Важно! Нельзя использовать морскую или скважинную воду, так как они содержат большое количество солей и частичек металла.

Перед применением жидкости в качестве теплоносителя целесообразно проверить показатель ее сопротивления, в случае, если отметка слишком велика, необходимо в состав добавить не йодированную соль, которая поможет ослабить диэлектрические свойства жидкости.

Эксплуатация электродного котла

Устанавливая электродный котел для старой отопительной системы, обязательно нужно ее заранее прочистить от грязи и ржавчины, так как эти вещества препятствуют стабильной работе ионного котла.

В некоторых условиях рекомендуется использовать незамерзающие жидкости, поэтому они должны быть рассчитаны на использование в электродных котлах. Также рекомендуется не использовать отопление не большое по мощности для запитки теплого пола, для этого целесообразны более эффективные установки.

Важно! Не приводите в эксплуатацию ионный отопительный агрегат, если засорен грязеочиститель. Возможен выход прибора из строя.

Особенности работы ионного котла

Заполненная вода в электродной емкости нагревается под действием поступающего электричества, вследствие чего выделяется пар, который поступает в систему и нагревает ее, после он снова превращается в воду. Таким образом, отопительный прибор нагревается, а образовавшаяся вода стекает по специальной трубке и возвращается в емкость с электродом. Данный цикл будет происходить до момента отключения устройства.

Схема установки электродного котла своими руками

Даже самый маленький электродный котел в состоянии отопить габаритную систему. Следовательно, это весомое преимущество по отношению к другим видам оборудования. Важно выделить, что для большого по площади помещения идеально создать несколько таких механизмов. Разместить их можно в любом удобном порядке, таким образом удастся достичь оптимальной температуры жидкости на выходе.

Создав такое оборудование, мы получаем экономичное отопление для своего дома.

Источники: http://bulkaet.ru/elektrodnyj-kotel-svoimi-rukami-poetapnoe-izgotovlenie.html, http://cotlix.com/35-elektrodnyi-kotel-svoimi-rukami, http://prokommunikacii.ru/otoplenie/kotelnaya/ehlektrodnyjj-kotel-svoimi-rukami-instrukciya-po-izgotovleniyu.html

Как вам статья?