Ионный котел отопления своими руками
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Ионный котел отопления своими руками

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 = 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 котел своими руками

Здесь вы узнаете:

Ионный или как его еще называют, электрический электродный котел – это прямоточный водонагреватель, способный быстро и эффективно нагревать жидкость. Используется устройство преимущественно на дачах или загородных домах, так как его просто установить и разрешение на использование не требуется. Единственный существенный недостаток – довольно дорогостоящая эксплуатация в качестве основного способа отопления в квартире.

Вместо ТЭНа или катушки в ионном котле нагревательными элементами выступают электроды. Они имеют хороший КПД и потребляют не слишком много электроэнергии в сравнении с другими нагревательными электрическими приспособлениями. Конструкция устройства довольно простая, поэтому его можно собрать самостоятельно.

Принцип работы электродного котла

Как видно на рисунке, при изменении полярности тока меняется и направление движения ионов солей в воде. В этом случае в качестве контактов используется электрод и корпус устройства.

Принцип действия такого устройства основывается на процессе электролиза, то есть роль нагревательного элемента играет сама вода. Однако есть одно условие: чтобы вода начала проводить через себя ток, обязательно наличие солей. Чем больше примесей в жидкости, тем лучше она будет проводить ток. Заряженные частички примесей или ионы под действием электричества начинают двигаться от контакта к контакту (электроды). Так как ток в обычной электрической сети переменный, а его частота составляет 50 Гц, то ионы меняют свое направление от электрода к электроду 50 раз за секунду.

Домашняя сеть имеет постоянное напряжение в 220 В, отсюда, исходя из закона Ома, при снижении сопротивления сила тока увеличивается. Но вода все же не является хорошим проводником в отличие от таких металлов, как алюминий или медь, поэтому из-за повышения силы тока она начинает нагреваться. Благодаря этому КПД электродных котлов приближено к отметке в 100%.

Эта простая схема наглядно показывает простоту устройства электродного котла.

Как правило, стандартный котел имеет форму цилиндра. Внутри последнего устанавливается электрод тоже цилиндрической формы. При этом первый контакт в устройстве – это электрод, а второй – сам корпус. Исходя из этого, появляется необходимость в заземлении водонагревателя, так как ток может пробивать на его корпус.

Преимущества и недостатки электродных котлов отопления

Мы будем сравнивать электродные модели лишь с другими электрическими водонагревателями. Во внимание не будут браться газовые котлы, которые, конечно, намного дешевле обходятся в эксплуатации, но требуют получения разрешительных документов на их использование, наличие проекта, газа и другие особые условия.

Итак, ионные котлы могут выгодно выделяются среди своих аналогов следующим:

Электродные котлы являются самыми малогабаритными отопительными элементами. Что совершенно не сказывается на их работоспособности.

  • они компактные, имеют простую конструкцию, поэтому хорошо подходят для применения на дачах или частных домах;
  • устройствам нестрашны перепады напряжения, так как последнее влияет лишь на мощность котла, но никак на его работу;
  • ионные водонагреватели быстро нагреваются и остывают, поэтому с ними удобно применять любые автоматизированные системы контроля температуры в помещении;
  • они безопасны, так как даже при отсутствии воды устройство не испортится, не вызовет пожар или замыкание, оно просто не будет работать (не будет замкнутой цепи);
  • они обладают отличным КПД, достигающим 98%.

Недостатки электродных водонагревателей:

  • знания в электротехнике нужны не только для того, чтобы соорудить котел, но и рассчитать параметры жидкости, ее электропроводности и количества примесей;
  • для работы устройства не подойдет обычная вода, например, из любой системы отопления, так как в такой жидкости много свободных ионов;
  • нельзя допускать попадание воздуха внутрь котла, так как это ускорит процесс коррозии металла, тем самым уменьшит срок службы водонагревателя;
  • нужно следить за температурой воды в котле, так как если она превысит отметку в 75 градусов, то это существенно увеличит затраты электроэнергии;
  • при установке прибора нужно его заземлять, в особенности это касается самодельных устройств;
  • мощность водонагревателя напрямую зависит от теплоносителя; качественная и правильно сделанная жидкость способна увеличить мощность прибора и наоборот;
  • они работают только от переменного тока.

Вы сможете использовать свой электродный котел в качестве проточного водонагревателя, просто подключив его к водопроводной системе.

Кроме этого стоит упомянуть несколько особенностей ионного нагревателя воды:

  • его можно использовать в качестве обычного проточного водонагревателя, а не только как котел;
  • легкость сборки и монтажа, простота ремонта положительно сказываются на его популярности;
  • очень дешевый, даже если покупать заводской вариант, а не делать его самостоятельно;
  • бесшумный, никак не воздействует на окружающую среду или человека, не выделяет токсинов или вредных веществ, поэтому его можно установить в любом месте.
Читать еще:  Насос дополнительный системы отопления 12v газель

Установка и эксплуатация электродных нагревателей воды

Хотя монтаж системы отопления с ионным котлом довольно просто, все же сначала вы должны усвоить несколько обязательных правил, без которых система или не будет работать вовсе, или же станет небезопасной и недолговечной.

  • оборудуйте систему манометром, который поможет следить за давлением в котле и трубах;
  • обязательно установите предохранительный клапан, чтобы последний сбрасывал излишки пара;
  • стоит смонтировать автоматические отводчики воздуха;
  • позаботьтесь об устройстве запорной арматуры, которая должна располагаться обязательно после расширительного бачка.

Схема системы отопления с использованием электродного котла довольно проста. Главное, установить все обязательные ее элементы. А именно: воздухоотводный и обратный клапаны, манометр, сливной и предохранительные вентили.

Сам котел необходимо монтировать строго вертикально, так как вода при нагревании превращается в пар и стремится вверх. Подача холодной жидкости осуществляется снизу. Устройство должно иметь отдельное крепление, а не висеть на трубах. Также не стоит устанавливать пластиковые трубы непосредственно на выходе из котла. Первые 1,5 метра трубы должны быть металлическими. Остальную часть системы отопления можно выполнить из металлопластиковых труб.

Еще один немаловажный вопрос – заземление. Его необходимо выполнить из проволоки диаметром от 4 мм, имеющей сопротивление не более отметки в 4 Ом. Подключать заземление нужно к нулевой клемме, расположенной в нижней части водонагревателя.

Особое внимание стоит обратить на объем системы отопления. Следуйте простому правилу: на 1 кВт мощности котла наибольший литраж составляет 8 л. Несложно подсчитать, что на мощность, например, в 5 кВт, максимально допустимый литраж составит 40 л.

Алюминиевые радиаторы являются наилучшим выбор для частных домов с электродным котлом отопления.

Для электродных устройств не подходят обычные чугунные радиаторы, так как в своем составе они содержат большее количество примесей, влияющих на электропроводность жидкости. Здесь оптимальным выбором станут алюминиевые или биметаллические батареи. Лучше выбирать те, которые имеют наименьший объем, чтобы снизить энергозатраты.

Электродный котел своими руками

Как говорилось ранее, ионный водонагреватель имеет относительно простую конструкцию, поэтому его можно сделать и самостоятельно. Стоит ли этим заниматься, ведь можно взять уже готовую модель в магазине, правда, немного переплатив.

Итак, для самостоятельного изготовления вам нужно купить или найти в закромах следующие материалы и инструменты:

  • тройник и муфту;
  • изоляционные материалы;
  • клеммы для подключения котла к электросети и заземлению;
  • один или несколько (по желанию) электродов;
  • стальная труба большого диаметра (для корпуса устройства);
  • сварочный аппарат;
  • набор ключей;
  • газовый ключ;
  • вентили, обратный и воздушный клапаны, манометр.

Берете трубу большого диаметра (около 100 мм) и длиной желательно от 250 мм. С помощью тройника в нее нужно вставить электрод. Через этот же тройник будет поступать вода. С другой стороны трубы нужно установить муфту, через которую уже нагретая жидкость будет идти в систему отопления.

Процесс сборки электродного котла достаточно прост, главное чтобы система была герметична и электрод не касался других металлических частей.

При монтаже электрода на тройник установите между ними изолятор (например, пластиковый). Не забывайте, что устройство должно быть герметичным. Если вы хотите трубу и тройник соединять между собой резьбовым соединением, то придется его заказать в токарной мастерской.

На трубу приварите болт и на него установите клемму для крепления будущего заземления. Сверху установите муфту и приварите металлическую трубу (как говорилось ранее с длиной 1,2-1,5 метра), после чего можно всю конструкцию закрыть декоративным корпусом.

Вывод

Электродный котел – хорошее решение для дач и загородных домиков. Его установка не требует разрешительных документов или отдельного помещения, а эксплуатация – повышенных требований к технике безопасности. Такое устройство можно сделать самостоятельно, но насколько это целесообразно – решать вам. Хотя водонагреватель имеет очень высокий КПД, все же его использование обходится намного дороже, чем эксплуатация газового аналога. Стоит отметить также требовательность ионного котла к теплоносителю и системе отопления. Если не выполнять обязательные требования, то устройство будет работать неэффективно и прослужит намного меньше заявленного срока.

Электродные котлы для отопления частного дома: отзывы

Предлагаем вам ознакомиться с отзывами на наиболее популярные модели ионных котлов “Галан”.

Используем котел уже более четырех лет. С легкостью обогревает 3 комнаты. Правда, последнее время устройство начало периодически выключаться. С чем это связано – неизвестно. В качестве теплоносителя используем обычную воду, котел показывает отличный КПД. Если бы не периодические отключения, то можно было бы смело ставить водонагревателю твердую пятерку по всем параметрам.

Недавно решили себе установить электродный котел. Выбрали электрокотел Галан мощностью в 6 кВт. Переживали, что не хватит мощности устройства, так как нужно было обогреть площадь в 60 квадратов при стандартной высоте потолков. Но опасения были напрасны. Котел отлично справился со своей задачей, при этом среднее потребление при уличной температуре -2-4 градуса составляет менее 400 кВт в месяц. Работает устройство по принципу климат контроля, то есть поддерживает постоянную температуру в доме.

Используем котел от “Галан” еще с середины 90-х годов. Модель на 5 кВт. Никаких нареканий на его работу нет. Устройство работает исправно, потребляет не слишком много электроэнергии. Хотя сейчас есть возможность установить газовое оборудование, делать этого не хочу, так как ионный водонагреватель намного безопаснее и надежнее. Лучше утеплить дом и тем самым сократить потребление электроэнергии. Правда, если температура за окном опускается ниже -10, котел уже потребляет более 600 кВт в месяц. Но у нас в регионе климат мягкий и зимой относительно тепло.

Электродный котёл своими руками

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.
Читать еще:  Какой расход газа на отопление дома 150м2

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.

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.

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:

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 котёл своими руками от чертежа до изделия

Системы отопления заводского производства стоят дорого. Существует вариант котла без привычных ТЭНов. Такое устройство работает на электродах. Ими непосредственно нагревается теплоноситель. Конструкция простая и отличается высоким КПД. Электродный котёл своими руками могут изготовить все, кто имеет навыки работы со сваркой. В крайнем случае можно обратиться за помощью к специалистам.

Описание работы

Задача всех систем отопления — нагреть теплоноситель с минимальными затратами и поддерживать его температуру на протяжении долгого времени. Электродный котёл, его ещё называют ионным, хорошо с этим справляется. Но он не получил должного распространения в быту.

Схема электродного котла напоминает устройство электролиза. Корпус из стали — это один электрод. А внутри него находится второй — металлический стержень. На нём возникает положительный заряд при подаче электротока, а на корпусе — отрицательный. Ионы начинают движение к корпусу. Но для этого нужен хороший проводник в качестве теплоносителя. Солёная вода идеально справляется с этой ролью. Она не успевает провести весь ток и нагревается. Нагрев зависит от концентрации солей в жидкости и силы тока.

Как изготовить электродиодный котел своими руками, посмотрите в данном видео:

Достоинства ионного котла:

  • высокая эффективность — КПД 98%;
  • компактность — в длину устройство не превышает 50 см, а монтаж проводят в магистраль отопления;
  • надёжность — при отсутствии теплоносителя в системе не произойдёт перегрева;
  • низкое напряжение в электросети лишь замедлит нагрев.

Небольшой размер позволяет смонтировать устройство в ограниченное пространство. Надёжность достигается благодаря невозможности нагрева жидкости при её отсутствии в системе. Электроцепь разомкнётся — это безопасно.

Электродиодный котел – компактное и безопасное устройство

Отрицательные стороны:

  • нужен теплоноситель высокого качества с определённым значением сопротивления;
  • устройство обязательно следует заземлить;
  • значительный расход электричества;
  • обязательный монтаж приборов для контроля за работой системы;
  • не все типы радиаторов совместимы с системой.

Прожорливость и требование к установке контролирующих устройств — главные минусы. Они формируют половину стоимости системы. А также сложно подобрать теплоноситель, который даст требуемый уровень сопротивления. В ином случае работа ионного котла не будет эффективной.

Составные части устройства

Котёл на электродах отличается простотой конструкции. Для его создания нужны несколько металлических деталей, которые соединяют между собой сварку. Это позволяет быстро получить готовую конструкцию.

Для монтажа котла необходимы металлические детали, которые между собой соединяют сваркой

Требуемые материалы:

  • сварочный аппарат;
  • труба из стали;
  • стальной стержень;
  • тройник;
  • муфта;
  • изоляторы для клемм и электродов;
  • клеммы;
  • болгарка.

Новичкам рекомендуют использовать сварочный инвертор, невзирая на его высокую стоимость. Это идеальное устройство для тех, кто хочет далее продолжать заниматься сварочным делом, чтобы окупить устройство. При наличии навыков можно работать обычной трансформаторной сваркой. Главное — делать швы высокого качества.

Труба из стали станет корпусом самодельного электродного котла своими руками. Габариты можно выбрать самостоятельно. Специалисты рекомендуют подобрать материал с диаметром 10 см, а длиною — 30 см. А также потребуются тройник и муфта. Первый накручивают на трубку. Муфтой соединяют корпус с магистралью отопления.

Стержень из стали будет выполнять роль электрода. Идеальная длина — 12 см. А также будут нужны изоляторы и клеммы. Обработку материалов выполняют болгаркой.

Монтаж ионного обогревателя

Электродные котлы отопления своими руками собирают с учётом остальных элементов обогрева. Для этого следует выработать последовательность действий и устанавливать устройства один за одним. Котёл не устанавливают отдельно, а интегрируют в систему.

Следует подготовить материалы и устанавливать обогреватель последовательно

Порядок работ:

  1. Определяют тип схемы отопления — одноконтурная или двух, с подогревом воды для хозяйственных нужд. Выбирают и устанавливают подходящие радиаторы.
  2. Собирают котёл, присоединяют его к магистрали.
  3. Наблюдают за работой устройства в тестовом режиме. Смотрят, чтобы характеристики устройства поддерживались на требуемом уровне.
  4. Автоматизируют работу котла.

Необходимо придерживаться данной последовательности работ. Первым устройство обогрева не нужно собирать, поскольку не получится протестировать работу магистрали теплоносителя. Начинают работу с создания чертежей электродного котла своими руками.

Порядок сборки электродного котла:

  1. На стальную трубу, которая будет выступать в роли корпуса устройства, навинчивают муфту с одной стороны, а тройник — с другой. Закручивают туго, чтобы в дальнейшем избежать протеканий теплоносителя. Через тройник жидкость будет поступать из котла в систему, и наоборот.
  2. С торца тройника в корпус вставляют электрод. Важно не допустить контакта между ним и корпусом. Фиксируют электрод заглушкой от радиатора. Он должен стоять неподвижно. Для этого фиксацию выполняют гайкой. Изолятор ещё играет герметизирующую роль. Если подходящего материала нет, то лучше за изготовлением детали обратиться к профессионалам.
  3. Заливают в собранный корпус немного жидкости и проверяют надёжность соединений. Протечек быть не должно. При наличии таковых уплотнители подгоняют. Если протечек нет, то воду выливают.
  4. К корпусу котла приваривают 2 стальных болта. Оптимальный выбор М8 и М10. Они нужны для подключения проводов — заземления и нулевого. Гайки следует покрыть изолятором, чтобы избежать поражения током во время эксплуатации.
  5. Проводят монтаж устройства в систему отопления.

Для безопасной работы необходимо дополнительное оборудование, которое нельзя игнорировать

В целях безопасности котёл оснащают дополнительными элементами. При работе из жидкости выделяется электролизный газ, поэтому его следует удалять из системы. Для этого потребуются:

  • клапаны удаления воздуха, автоматические;
  • предохранительный клапан;
  • манометр, который позволит контролировать мощность устройства;
  • расширительный бак;
  • запорная арматура.

Устройства позволяют предотвратить критическое повышение давления в системе. Газ будет постепенно выходить наружу.

Советы от профессионалов

Установку устройства сделать может каждый, но важно выполнить работу качественно. При этом следует соблюдать ряд правил. Это позволит избежать проблем в работе устройства.

Электродиодный котел должен устанавливаться только в вертикальном положении

Полезные сведения:

  1. Электродный котёл устанавливают только в вертикальном положении. Безопасность эксплуатации обеспечивают отдельным креплением устройства к стене, независимо от остальной системы.
  2. Для заземления используют медный провод диаметром 0,4 мм. Сопротивление не должно превышать 4 Ом.
  3. Нулевую клемму размещают в нижней части котла. Так удобнее крепить провод заземления.
  4. Проводя монтаж ионного котла в эксплуатируемую ранее магистраль отопления, следует провести её очистку. Для этого применяют специальные средства для электродных отопительных систем.

Указанные приёмы выработаны в ходе многолетней практики специалистами. Нежелательно повторять ошибки, чтобы потом переделывать систему. Хозяева, принимая во внимание советы, не затратят дополнительного времени на оптимизацию работы устройства.

Ввод в эксплуатацию

Работа системы зависит от качества антифриза. Концентрация солей влияет на мощность. В дистиллированной воде электролиз невозможен, а значит, она нагреваться не будет. Чем больше соли, тем быстрее жидкость будет нагреваться. Но концентрация не должна превышать определённое значение, чтобы не получился рассол.

Материалы и инструменты для теплоносителя:

Воду разрешается брать из крана. В идеале пользуются дистиллированной или дождевой. В такой воде минимальное количество примесей. Водопроводной жидкости дают настояться несколько дней, чтобы взвеси в ней отстоялись.

Порядок разведения воды и соли:

  1. В цепи должна быть сила тока примерно в 18 А для котла мощностью 4 кВт.
  2. В таре смешивают соду и воду в соотношении 1 к 10.
  3. Полученный теплоноситель добавляют в котёл шприцем или другим способом. Систему разогревают и следят за цифрами на амперметре. При необходимости в воду добавляют соду, выходя на рабочее значение.
Читать еще:  Трансформаторное масло в системе отопления дома

Процесс занимает много времени, поэтому следует иметь терпение. Систему обязательно прогревают перед измерениями. Нельзя добавлять соду при силе тока свыше 18 А, поскольку систему может разорвать из-за повышенного выделения газа.

Выполнив сборку качественно, хозяева получают эффективное устройство подогрева не только жилья, но и горячей воды для бытовых нужд. Электродные котлы своими руками получают распространение благодаря высокому КПД. В непростое экономическое время для граждан важна каждая сэкономленная копейка за электроэнергию.

Устройство ионного котла и принцип его работы

Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.

Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.

Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.

История появления и принцип работы

В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.

Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.

Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.

Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел читайте тут

Характеристики: преимущества и недостатки

Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:

  • КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
  • В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
  • Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
  • Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
  • Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
  • Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
  • Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
  • Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления

О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете узнать здесь

Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.

Среди отрицательных сторон стоит отметить:

  • Для работы ионного отопительного оборудования нельзя использовать источники питания с постоянным током, которые вызовут электролиз жидкости
  • Нужно постоянно контролировать электропроводность жидкости и принимать меры по ее регулированию
  • Необходимо позаботиться о надежном заземлении. Если произойдет его пробой, риски быть ударенным током значительно возрастают
  • Нагретую воду в одноконтурной системе использовать для иных нужд запрещается
  • Очень трудно организовать эффективное отопление с естественной циркуляцией, установка насоса обязательна
  • Температура жидкости не должна превышать 75-ти градусов, иначе резко вырастет потребление электрической энергии
  • Электроды быстро изнашиваются и нуждаются в замене с периодичностью каждые 2-4 года

  • Нельзя проводить ремонтные и пуско-наладочные работы без привлечения опытного мастера
  • О других способах электрического отопления дома, читайте тут

    Устройство и технические характеристики

    Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.

    Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:

    1. Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
    2. Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
    3. Клеммы заземления
    4. Клеммы, подающие питание на корпус
    5. Резиновые изоляционные прокладки

    Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:

    • Длина – до 60 см
    • Диаметр – до 32 см
    • Вес — около 10-12 кг
    • Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт

    Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.

    Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:

    • Блок пускателя
    • Защиту от скачков напряжения
    • Контроллер управления

    Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.

    Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:

    1. Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
    2. Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне

    Видео руководство

    Простой ионный котле своими руками

    Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:

    • Труба стальная диаметром 5-10 см
    • Клеммы заземления и нулевого провода
    • Электроды
    • Провода
    • Металлический тройник и муфта
    • Упорство и желание

    Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:

    • На электрод подается исключительно фаза
    • На корпус подается исключительно нулевой провод
    • Обязательно предусматривается надежное заземление

    Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:

    • Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
    • Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
    • С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
    • Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
    • Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
    • Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)

    • Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
    • Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта

    Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.

    Особенности монтажа ионных котлов

    Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.

    Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.

    Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.

    Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя. Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.

    Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.

    Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:

    • В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
    • Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
    • Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование

    Производители и средняя стоимость

    Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:

    • «ЭОУ» (Украина)
    • ООО «Stafor EKO» (Латвия)
    • ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)

    Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей. Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.

    Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года. Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.

    Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.

    Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:

    • Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
    • Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
    • Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть

    Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector