Как работает и из чего состоит нагреватель воды

Электрокотлы являются самыми простыми в монтаже и подключении, они не требуют организации дымохода и приточно-вытяжной вентиляции, отдельного помещения под котельную. Поскольку стандартные ТЭНовые модели уже содержат все необходимые элементы и узлы (циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности и т.д.), при организации простой системы отопления, коммуникаций вокруг электрокотла минимум.

Водонагреватель своими руками: выбираем тип устройства

Несмотря на то что в домашних условиях накопительное устройство изготовить намного проще, следует, прежде всего, рассмотреть вариант сборки проточного водонагревателя. Такая бытовая техника позволит мгновенно нагреть воду, а электричество будет расходоваться только в момент включения прибора. В отличии от бойлеров, для установки проточного прибора не требуется много места, также не нужно делать теплоизоляцию устройства.

Для нагрева воды в обоих вариантах используется ТЭН, но для изготовления проточного устройства нужно будет приобрести более мощный элемент.

Мощный водяной ТЭН

Из дополнительных деталей не обойтись без использования УЗО. Это устройство автоматически отключит контакты, если произойдёт утечка электрического тока. Также следует запастись медными проводами большого сечения и инструментами для работы.

Мастер-класс из частей

Ну и если Вы хорошо владеете сварочным аппаратом, рекомендуем сделать электродный котел своими руками, соблюдая все советы, предоставленные в видеокурсе ниже. Такая самоделка будет более безопасной, надежной и эффективной!

Часть 1 — Обзор готовой системыЧасть 2 — Сборка корпусаЧасть 3 — Установка электрода

Часть 4 — Описание возможной проблемыЧасть 5 — Настройка системы

Как Вы видите, сделать электродный котел можно самому, при этом, не потратив ни копейки собственных средств. Главное желание и мы надеемся, что данный видеокурс Вас мотивировал на самостоятельное изготовление!

Похожие материалы:

  • Как сделать индукционный котел своими руками
  • Как сделать металлоискатель из подручных средств
  • Отопление гаража электричеством

Нагреватель электрический спиральный

[adinserter block=»12″]

Небольшой самодельный обогреватель для гаража можно изготовить практически за пару часов.

Для этого понадобятся следующие материалы и инструмент:

  • огнеупорный (шамотный) кирпич – 2 шт.;
  • нихромовая спираль – 1,2-1,5 м;
  • стальной или алюминиевый уголок 35х35 или 40х40 мм – 1,5 м;
  • малая болгарка с дисками: по камню и отрезной по металлу;
  • дрель со свёрлами: по металлу – Ø 3мм, победитовое – Ø 6-8 мм;
  • узкое зубило с молотком;
  • заклёпки вытяжные с ключом.

Устройство, которое предстоит изготовить, будет представлять собой основание-изолятор из двух кирпичей с утопленной в них спиралью, расположенное на станине из уголковой стали.

Самодельный электронагреватель на базе нихромовой спирали

На листе бумаги чертится квадрат 250х250 мм (длина кирпича), в котором компонуют схему расположения спирали – лабиринт из полос шириной 1 см, направленный от краёв квадрата к центру.

Кирпичи, которые выбираются с хорошей геометрией и без сколов, чистят, моют, сушат и располагают на ровной поверхности рядом друг с другом, чтобы образовался квадрат. На этот квадрат переносят контур начерченного на листе лабиринта.

Пример разметки борозды под спираль

Болгаркой с диском по камню (сухорезом) на кирпичах формируют борозду. По границам канавки делают ровные надрезы на глубину 1 см, а затем боковой кромкой того же диска выбирают сердцевину между ними – так дно канавки получается ровным.

Выполнение болгаркой прямолинейных участков канавки под спираль

Если же вырубать середину между надрезами зубилом, то есть риск расколоть кирпич, к тому же, при удачном исходе всё равно придётся выравнивать дно борозды болгаркой.

Формируя на кирпичах диском прямые участки канавки, на поворотах не нужно выходить за границы контура, чтобы выполнить необходимую глубину канавки – это осторожно выполняется маленьким зубилом, которое можно сделать из метчика М10 или сверла Ø10 мм.

Доработка зубилом угловых участков борозды

После окончания формирования канавки в неё укладывают спираль.

Читайте также:  10 лучших инфракрасных обогревателей

Важно! Чтобы на обогреватель можно было ставить ёмкости для разогрева содержимого, уложенная в борозду спираль должна находиться ниже плоскости кирпичей на 3-5 мм.

В канавках начала «лабиринта» сверлом с победитовым наконечником выполняют два сквозных отверстия диаметром 6-8 мм – для последующего подключения концов спирали к питающему кабелю.

Места выполнения в кирпиче отверстий для вывода спирали вниз

Затем приступают к изготовлению из уголковой стали штатива для установки в него кирпичей.

Болгаркой с отрезным диском по металлу нарезают уголок по размерам – 4 элемента для рамки и 4 опорные ножки. Куски уголка можно соединить двумя способами:

  • электросваркой, предварительно выполнив рез концов фрагментов для рамки под углом в 45о;
  • вытяжными заклёпками, выполняя сверление отверстий в элементах, наложенных друг на друга внакладку.

Собранная металлическая подставка под кирпичный изолятор

Толщина кирпича составляет 5,5-6,5 см, поэтому на обоих концах спирали распрямляем несколько витков до ровных участков длиной приблизительно по 10 см. Выпрямленные концы спирали проводятся через отверстия в кирпиче вниз и соединяются с концами питающего электрокабеля.

Подключение спирали к электрокабелю после вывода вниз через отверстия в кирпиче

Нагреватель устанавливают в рабочее положение, спираль распределяют в канавке до равномерного небольшого её натяжения по всей длине.

Выполняют пробное включение прибора в сеть. Электропроводка и автомат автоматического отключения линии должны быть рассчитаны на мощность не менее 3 кВт.

После выхода устройства в рабочий режим его спираль должна быть не ярко-красного, а буро-малинового цвета.

При излишнем накале спирали необходимо уменьшить силу тока, что делается путём добавки в схему диода на 20-40 А.

Схема параллельного включения двух понижающих накал диодов и нормальный цвет спирали в рабочем режиме

Расход электроэнергии таким самодельным обогревателем нельзя назвать экономным, но он вполне приемлем при непродолжительных включениях – мелкий ремонт автомобиля в гараже, для теплицы малой площади в качестве аварийного средства обогрева, разогрев пищи и т.д.

Высококачественный котел с тепловым нагревателем

Котлы просты в сборке и экономичны. В емкость помещены тэны, которые прогревают жидкость до заданной температуры. Нагревательные детали надежно защищены от случайного перегрева, так как вода постоянно циркулирует и охлаждает их.

Соорудить электрокотел без посторонней помощи не сложно, если сравнить классическую технологию с другими видами оборудования. Для работы мастеру понадобится емкость и нагревательные трубчатые элементы. Результат зависит от качества тэнов, на которых из-за растворенных в воде солей образуется накипь.

Высококачественный котел с тепловым нагревателем

Эксплуатация самодельного прибора

Зависимость температуры и мощности нагрева от варианта схемы подключения

Мощность нагревателя – это очень важный параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке ТЭНа. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления греющей спирали. Конечно же, если не использовать трансформаторы и питание от определенной сети будет постоянным. Данное свойство зависимости можно легко вычислить, воспользовавшись простой формулой из школьного курса физики:

Мощность (P) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

В данном случае за величину напряжения берем разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по греющей спирали.

Силу тока можно вычислить по формуле I=U/R, где R – электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.

Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.

Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе нагревателей имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой спиралью, к примеру, в пределах сотни-другой градусов сопротивление практически не изменяется.

В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния или дисилицид молибдена картина будет совсем другой. В выскотемпературных нагревателях с увеличением температуры сопротивление падает очень значительно в пределах от 5 до 0,5 Ом, что делает их очень выгодными с точки зрения потребления электроэнергии в печах.

Но из-за данного качества высокотемпературных КЭНов их нельзя подключать напрямую даже к сети питания 220В, не говоря уже о 380В. Технически можно произвести подключение к 220в КЭНы, если соединить их последовательным образом. Однако при данном способе будет невозможно контролировать мощность и температурную выработку нагревателей в печи. Для подключения высокотмепературных нагревателей неметаллического типа следует использовать специальные регулируемые трансформаторы или же стандартные статистические ЭМ устройства.

Читайте также:  Как выбрать правильный ламинат для тёплого пола

В компании Полимернагрев вы можете купить электронагреватели, которые производятся специально с учетом подключения к трехфазной сети питания. Это сухие керамические ТЭНы, блок Тэны для воды и трехстержневые КЭНы. Тип подключения данных нагревателей зависит от показателя напряжения по схеме звезды или треугольника.

При подключении электрических Тэнов в соответствии со схемой ТРЕУГОЛЬНИК соединяются три нагревательных спирали, у которых равные значения сопротивления и на питание будет подано 380В. Подключение ТЭНов ЗВЕЗДА подразумевает наличие нулевого вывода, а на каждый элемент нагрева будет подаваться 220В. Нулевой провод позволяет подключать потребители с разным значением сопротивления.

Если у вас остались вопросы по типам подключения нагревателей к трехфазной сети, вы можете обратиться к нашим специалистам по телефону в Москве или задайте свой вопрос в форме ниже, мы постараемся подробно ответить вам в самые кратчайшие сроки.

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.

Устройство бойлера косвенного нагрева

Собственно, почему нагрев называется косвенным? В бойлере вода нагревается не непосредственно от нагревательного элемента, а через промежуточный теплоноситель – антифриз или ту же воду. То есть от системы отопления или отопительного котла она идет через змеевик (теплоноситель) и нагревает воду непосредственно в самом бойлере.

Устройство бойлера содержит в себе все те же компоненты, что и обычные водонагреватели:

  1. Индикатор температуры
  2. Трубчатый теплообменник
  3. Гильза термоэлемента
  4. Сухой керамический термоэлемент
  5. Рабочий термостат с наружным блоком управления; предохранительный термостат
  6. Крышка электроподсоединения
  7. Труба подачи холодной воды
  8. Гильза рабочего и предохранительного термостата
  9. Труба подачи теплой воды
  10. Магниевый анод
  11. Стальной эмалированный резервуар
  12. Полиуретановая изоляция 42 мм без фреона
  13. Кожух водонагревателя
  14. Циркуляция — только в нагревателях с теплообменником 1 м2
  15. Второй выход для горячей воды.

Специфичным будет только: змеевик (трубчатый теплообменник)

Это греющий элемент в стальном патроне, через который проходит вода или антифриз. Он подключается к системе или котлу отопления через отдельный контур с насосом.

Время нагрева воды напрямую зависит от мощности и площади поверхности змеевика.

Он может быть «двойным», такой теплообменник имеет меньшую высоту свивания и обеспечивает более мощный и концентрированный нагрев. А так же возможен «змеевик в змеевике», который находится глубоко в бойлере для равномерного и плодотворного нагрева воды. Покрыт он специальной эмалью, соответствующей всем гигиеническим нормам.

Диффузор

На входе холодной воды он разделяет ее с горячей, чтобы не снижать температуру. К тому же он регулирует направление потока.

Читайте также:  Как подключить радиаторы к двухтрубной системе отопления?

Циркуляционный насос

Обеспечивает необходимый проток через змеевик и поддерживает заданный уровень температуры воды.

Бак бойлера может быть объемом как 60 так и 200 литров, настенного или напольного типа. Диапазон мощности может варьироваться от 10 до 45 кВт.

Задачи

Прежде, чем браться за реализацию любого проекта, нужно четко сформулировать его цели. Вот их список.

Безопасность

Она состоит из трех слагаемых:

  1. Надежное автоматическое отключение. Электрическая схема должна исключать поражение пользователя током и обеспечивать отключение питания при коротком замыкании;
  2. Правильный расчет проводки. При работе котла на полной мощности она не должна греться: высокая температура может повредить изоляцию. Это особенно важно при скрытом монтаже проводки;
Задачи

Перегрев проводки привел к пожару в подвале. К расчету ее сечения нужно отнестись максимально серьезно.

  1. Контроль за давлением теплоносителя. При росте температуры воды или антифриза их объем увеличивается. В замкнутом контуре это означает быстрый рост давления, угрожающий трубам и радиаторам. Схема обвязки котла должна исключать превышение критического давления;

Для закрытой (то есть не сообщающейся с атмосферой и работающей с избыточным давлением) автономной системы отопления нормой считаются 1,5 кгс/см 2 , максимально допустимым давлением — 2,5-3 кгс/см 2 .

Экономичность

Электрокотел — источник самого дорогого тепла среди всех современных котлов для автономного отопления. Электрическая мощность котла с минимальной погрешностью равна его тепловой мощности, то есть цена киловатт-часа тепловой энергии равна стоимости киловатт-часа электричества (на начало 2020 года — около 5 рублей).

Для сравнения — владельцу газового котла тепло обходится в 7-8 раз дешевле (около 70 копеек за кВт·ч), дровяного — вчетверо (1,2 рубля/кВт·ч).

Задачи

Относительная стоимость тепловой энергии, полученной из разных источников. Цены меняются от года к году, но их соотношение остается постоянным.

Главная причина популярности электрического отопления — его полная автономность. Котлу не требуется внимание владельца от слова «совсем»: он неограниченно долго способен поддерживать в доме заданную вами температуру. Однако владельцу электрического котла, разумеется, хочется уменьшить счета за свет. О том, как это сделать, я расскажу в соответствующем разделе статьи.

Водяной обогрев: котлы ТЭНового типа

Электрическое водяное отопление считается более эффективным, чем использование лишь простых нагревательных электроприборов. Данная система отопления использует в роли теплоносителя обычную воду. Чтобы вода нагревалась до необходимой температуры, система оснащена таким устройством как бойлер или электрический котел. Бойлеры бытового типа, которые используются для нагрева воды, не подойдут в качестве главного устройства водяной электрической отопительной системы. Бойлер, который необходим для эффективной работы отопительной системы, должен обладать куда более высокими показателями мощности. Для организации автономной электрической отопительной системы могут быть использованы самые разнообразные установки, такие как:

  • ТЭНовые установки;
  • Индукционные установки;
  • Электродные установки.

Электрический котел

Необходимо помнить о том, что самым уязвимым местом у котла является как раз ТЭН. Необходимо выбирать такой котел, в котором ТЭН является заменимым компонентом. Тэн через несколько лет может выйти из строя, так как он покроется накипью, и тогда его потребуется заменить. Большинство котлов оснащено автоматикой, которая позволяет включить определенный рабочий режим. Это позволяет существенно сэкономить на электричестве, так как котел будет нагревать воду, только тогда в этом есть необходимость.

Еще одним преимуществом, которое дарит электро водяное отопление, считается тот факт, что электрические компоненты совсем не контактируют с водой. В случае аварии автоматика полностью отключит ТЭН.

Особенности эксплуатации

В обогревательных приборах с электродным принципом действия образуются гидролизные газы. Поэтому в системе должны быть предусмотрено устройство для спуска воздушных масс.

Для подачи электрической энергии может использоваться ручной режим или автоматическая система управления. Чтобы увеличить силу тока обогревательного котла необходимо повысить концентрацию соды в жидкости. При изменении характеристик теплового носителя изменяется величина сопротивления. Для стабильной работы устройства следует контролировать состав жидкости, поддерживая определённые пропорции.

Электродные обогревательные устройства обладают высокой эффективностью и применяются для отопления небольших строений. При этом они имеют небольшие габариты и позволяют экономить свободное место в помещении.