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%.
ВАЖНО! Мощность водонагревателя напрямую зависит от количества примесей в воде. Чем больше солей, тем мощнее котел.
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 .
Если вы решили купить электродный котел отопления, проблема заземления отпадает. Большинство заводских моделей имеют корпус, покрытый полиамидом. Последний играет роль изолятора. Также обращайте внимание на размер водонагревателя. Обычно это небольшой цилиндр высотой до 600 мм и диаметром до 300-400 мм. Такие котлы могут развивать мощность до 6 кВт, чего вполне достаточно для обеспечения среднестатистического дома или квартиры.
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.
Насколько бы ни был хорош ионный котел, все равно он не является достойной заменой газовым аналогам. Если есть возможность установить газовое оборудование, конечно, выбирайте последнее.
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.
Обязательные требования:
- 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.
Перед запуском системы отопления с ионным котлом, ее нужно полностью промыть специальными средствами. Таким образом вы существенно повысите КПД и долговечность всей системы.
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.
Расчет объема – важная составляющая. При неправильном подсчете снизится эффективность работы устройства. Котел будет работать больше, а, значит, увеличится потребление электроэнергии и износ нагревателя.
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.
ВАЖНО! Так называемый ноль, идущий от розетки, обязательно устанавливается на трубу, а не электрод. На последний подключается фаза.
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.
Вот так выглядит электродный электрокотел.
Такой котел также называют ионным. Это связано с принципом преобразования им электрической энергии в тепловую. Сам по себе электродный котел совсем маленький. Электродный электрокотел для отопления устанавливается на трубу и его даже не нужно дополнительно крепить к стенам. Он держится за счет американок, на которые он посажен, этого вполне достаточно.
Корпус электродного электрокотла для отопления похож на отрезок трубы, длиной около 40 см. В один из торцов вкручивается металлический стержень. Второй конец либо запаян, либо же в нем вварен патрубок для циркуляции теплоносителя. Всего в корпусе нагревателя два патрубка для подачи и обратки. Они могут быть расположены:
- один в торце, второй перпендикулярно в боковой части;
- оба в боковой части перпендикулярно корпусу и параллельно между собой.
Принцип работы электрического котла отопления заключается в том, что между катодом (положительно заряженный электрод) и анодом (отрицательно заряженный электрод) происходит движение ионов. Они, в свою очередь, также могут быть как положительно, так и отрицательно заряженными. При этом постоянно происходит смена их полярности, один и тот же ион в секунду меняет плюс на минус 50 раз. Из-за этого движение ионов хаотичное, ведь плюс притягивает минус, а когда происходит постоянная смена полярности, то частицы, соответственно, меняют вектор движения.
В результате быстрых, хаотичных движений ионов возникает трение, благодаря которому теплоноситель для электрических котлов отопления быстро нагревается. Скорость реакции настолько высока, что отрезка в 40 см достаточно чтобы нагреть циркулирующую в котле жидкость. В качестве катода выступает металлический стержень, на который подводится фаза, то есть плюс. Ноль, он же минус, подсоединяется к корпусу, при этом стержень с корпусом, кроме как через теплоноситель, никак не контактирует. Они изолированы между собой. Если в электродном электрическом котле отопления не будет теплоносителя, реакция прекращается.
Недостатки такого метода нагрева:
- теплоноситель находится под напряжением;
- нужна солевая подготовка жидкости;
- нельзя использовать .
Нагревание теплоносителя происходит за счет контакта жидкости с электрическими зарядами. Вода – лучший проводник и благодаря своему сопротивлению быстро закипает. Поэтому нужно изменить состав теплоносителя таким образом, чтобы уменьшить его удельное сопротивление. При этом должен соблюдаться уровень рабочего тока в амперах. Для каждого нагревателя значение стартового и максимального тока указаны в технической документации. Чтобы достигнуть необходимой силы тока в жидкость добавляют поваренную соль, ту которой пользуются в быту.
Электродный электрический котел отопления работает только со специально подготовленным теплоносителем.
Количество соли в воде должно соответствовать государственному стандарту № 2874–72. На практике все происходит методом замера силы тока. При недостаточном его значении в жидкость добавляется еще поваренная соль, если же значение превышает допустимые нормы, то в теплоноситель добавляется дистиллированная вода. В дистиллированной воде практически нет примесей металла и солей, в то время как в водопроводной таких примесей много, особенно в воде с колодца или скважины. Температура теплоносителя контролируется специальными датчиками. При достижении установленной температуры они отключают котел и включают когда, вода остынет.
Принцип работы индукционного электрического котла
Индукционные отопительные электрические настенные котлы нагревают теплоноситель магнитным полем, которое создается электрическим током. Устройство электрического котла отопления:
- гильза (корпус);
- утеплитель;
- катушка;
- сердечник, по которому циркулирует теплоноситель.
Катушка в индукционных электрических котлах для отопления дома изолирована от жидкости, то есть ток в теплоноситель не проникает.
Медная обмотка через блок управления подсоединяется в сеть. За счет этого внутри катушки создается магнитное поле. В нем как раз и находится сердечник (грубо говоря, труба, по которой протекает жидкость). Магнитное поле нагревает трубу, а уже та, в свою очередь, отдает тепло воде. Корпус нагревателя остается холодным, так как он защищён слоем утепления. Этот метод хорош тем, что теплоноситель не находится под напряжением, соответственно током вас не ударит.
Чтобы увеличить время пребывания теплоносителя внутри котла, сердечник (труба) сделан не прямым, а имеет конструкцию некоего лабиринта, как показано на рисунке:
Наглядная схема конструкции и принципа циркуляции в индукционном котле.
Как видите, сначала жидкость заходит в индукционные электрические котлы для отопления дома через патрубок обратки, проходит несколько поворотов на 180 градусов и стремится к выходу. При этом нагрев начинается с первой секунды попадания теплоносителя в агрегат. Устройство электрокотла отопления не имеет никаких движимых элементов, на обмотке не скапливается накипь, ломаться, по сути, нечему. Разве что внутренние стенки теплообменника, в котором греется теплоноситель, могут со временем поржаветь. Но благодаря тому, что для производства применяется достаточно толстый металл, этот процесс растягивается более чем на четверть столетия.
Принцип работы тэнового электрокотла для отопления
Тэны бывают разной формы и размеров, но принцип работы остается неизменным.
Настенный электрокотел для отопления частного дома стоит дешевле всех своих собратьев, работающих от сети, да и замена тэна стоит сущие копейки. Нагрев воды тэнами практикуется не только в котлах. Такой метод широко используется:
- в бойлерах;
- в плинтусном водяном отоплении.
В современных электрических котлах для отопления нагрев теплоносителя осуществляется посредством тэнов. Они полностью погружены в жидкость и это является обязательным условием для их работы. Дело в том, что если тэн не будет контактировать с жидкостью, то перегорит. Вода охлаждает его, забирая тепло. Если же нагрев достигает критического уровня, то материал не выдерживает и сгорает.
Тэн состоит из металлической трубки, изогнутой в произвольной форме. Это могут быть круглые или продолговатые спирали с разным количеством витков. Внутри трубки находится кварцевый песок. Он является посредником между корпусом тэна и его нагревательным элементом. Всю работу по нагреву выполняет тонкая вольфрамовая нить, закрученная в спираль. По сути ничего сложного нет. Подытожим, как работает электрический котел отопления с тэнами:
- ток подается на вольфрамовую нить;
- нить нагревается сама и отдает тепло кварцевому песку;
- песок проводит тепло на корпус тэна (металлическую трубку);
- трубка контактирует с теплоносителем и греет его.
При этом напряжение не должно попадать в теплоноситель. Если же жидкость бьет током, то это может быть результатом выхода из строя тэна, либо же проблем с заземлением. Из-за того, что нагревательные элементы постоянно контактируют с жидкостью, к тому же горячей, на них появляется накипь. Это оседают частицы металла, солей и минералов, которые есть в любой воде, кроме дистиллированной, конечно. Поэтому чтобы тэновые электрокотлы для отопления служили дольше лучше заливать в контур именно дистиллированную воду. Ее можно купить, либо же добыть самостоятельно.
Способов несколько. Можно собрать дождевую воду или же нарезать бензопилой на реке льда и растопить его. В крайнем случае, можно отстоять обыкновенную воду, чтобы все ненужное осело, а потом шлангом слить со дна треть жидкости. Но даже если вы не будете использовать дистиллированную воду, не стоит сильно переживать о замене тэнов. Они недорогие и найти их можно во многих местах, с эти проблем нет.
Еще одно преимущество тэновых электрокотлов – это широкий ассортимент моделей. Есть напольные электрические котлы отопления и настенные модели, которые можно подключать в сеть 220 и 380 вольт. Некоторые экземпляры оснащены переключателем и являются универсальными. Да и разницы в конструкции нагревателя на 220 и на 380 вольт нет никакой, все дело в последовательности подключения нагревательных элементов. В блоке управления делаются две независимые схемы подключения, а пользователь выбирает ту, которая ему нужна.
Принцип управления работы всех видов электрических котлов
Простой блок управления с дисплеем для электрического котла.
Понятное дело, что вручную управлять работой нагревателя – это нонсенс, всё-таки во время высоких технологий живем. Поэтому почти все виды электрокотлов отопления оборудуются электронным управлением с разным количеством опций. «Мозги» аппарата могут быть и не предусмотрены производителем. В некоторых моделях ставят самые простые и необходимые датчики, в дорогих аппаратах количество функций значительно шире. Что должно быть в блоке управления всех видов электрических котлов отопления:
- датчик температуры;
- отдельные предохранители;
- реле времени;
- реле нагрузки;
- двухтарифный счетчик.
Датчик температуры лучше ставить на контроль воздуха в помещении, чем на теплоноситель.
В зависимости от температуры за окном, при одинаковом нагреве теплоносителя в доме будет то теплее, то холоднее. Удобнее когда температура в помещении удерживается на одном уровне методом повышения или понижения нагрева жидкости в контуре.
Реле нагрузки не даст включиться нагревателю, когда домашняя сеть перегружена. Например, когда работает стиральная машина. Таким образом, проводка не будет испытывать перегрузок и не перегорит. Чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию в домах, которые обогреваются электроприборами нужно устанавливать счетчики двойного тарифа.
Они считают, сколько потрачено энергии в дневное и ночное время, и разделяют стоимость за использованные киловатты. Ночью электричество дешевле. Установленное реле времени будет включать нагреватель тогда, когда это более выгодно, то есть ночью. В то время как днем котел будет работать как можно меньше.
Если серийные модели нагревателей не устраивают вас по своим функциям или слишком дорого стоят, то вы можете купить самый простой котел и собрать блок управления самостоятельно. Это удобно, так как вы сами определяете, какие функции вам нужны, а какие нет. К тому же все можно делать поэтапно, соответственно, не нужно сразу выкладывать приличную сумму.
Набирающие популярность котлы электродного типа – это конверсионный продукт. В военно-морских силах их устанавливали (и устанавливают до сих пор) на кораблях и подводных лодках. Еще во времена Советского Союза было два завода, которые производили эти .
Один завод на Украине, один в России. Обе страны сегодня выпускают их для населения. Российский электродный котел называется «Галан», украинский «Обрий». Сегодня на рынке появились и другие компании, выпускающие котлы данного типа. К примеру, модели «Ион» и «Луч».
Принцип работы
В основе работы электродного котла лежат чисто физические законы. Теплоноситель в нем нагревается не за счет какого-то нагревательного элемента, а благодаря распаду молекул воды на разнозаряженные ионы.
В емкость, где расположен теплоноситель, устанавливаются два электрода, включается подача электрического тока. Молекулы воды под действием тока частотой 50 Гц (это количество колебаний в секунду) делятся на положительные и отрицательные ионы. Именно во время процесса разделения и получается тепловая энергия. Каждый ион со своим зарядом движется к определенному электроду.
Удивительно то, что нагрев получается моментальным за счет высокого сопротивления воды. Плюс ко всему в такой системе отсутствует процесс электролиза, который способствует образованию накипи на металлических стенках отопительного котла. А значит, электродный котел – это практически вечно работающий агрегат.
Конструкция устройства достаточно проста. Во-первых, это прибор небольших габаритных размеров.
Во-вторых, котел представляет собой трубу, которая просто врезается в систему трубной развязки путем резьбового соединения при помощи американок. В-третьих, электроды вставляются с одного из торцов устройства. Вход теплоносителя производится через боковой патрубок, а выход через свободный торец.
Размеры агрегата зависят от его мощности. К примеру, » однофазный имеет длину 30 см (диаметр 6 см), трехфазный – 40 см. Для небольшого частного дома подойдет первый вариант. Если дом достаточно большой, многоэтажный, то лучше установить трехфазный прибор.
Требования к теплоносителю
К сожалению, простая водопроводная вода не может быть использована в качестве теплоносителя в системе, где установлен электродный котел. Для того чтобы происходила ионизация теплоносителя, необходимо определенное в нем содержание солей.
Поэтому производители рекомендуют в отопительную систему частного дома заливать антифризы или добавлять в воду специальные ингибиторы. Компания «Галан» выпускает специальные растворы под названием «Поток», которые можно добавлять в воду или использовать их как теплоноситель.
Достоинства и недостатки
Как и любой электрический агрегат для отопления частного дома, электродный прибор имеет и свои положительные стороны, и отрицательные.
Плюсы
К положительным можно отнести высокий коэффициент полезного действия – 98% при небольших габаритах. При этом за счет ионизации теплоносителя происходит экономия потребляемой электроэнергии. Если сравнивать, к примеру, с ТЭНовыми отопительными котлами, то электродные потребляют электричества на 40% меньше.
Перепады напряжения – это естественное состояние электрических российских сетей в загородных поселках. Так вот энергосберегающие котлы отопления электродного типа на эти перепады не реагируют. К тому же нет необходимости согласовывать установку и подключение котла с котлонадзором.
Минусы
К отрицательным позициям использования электродного нагревателя можно отнести невозможность его применения в системе отопления, где установлены стальные трубы и чугунные радиаторы. В первом случае есть большая вероятность образования накипи на стенках.
Во втором – большой объем теплоносителя, который электродный котел может и не прогреть. Сюда же добавим заливку антифриза и ингибиторов, а также высокую стоимость электроэнергии.
Характеристики
Чтобы разобраться с характеристиками электродного котла, необходимо рассмотреть отечественные модели прибора «Галан». Компания сегодня предлагает четыре модификации:
- «Очаг»;
- «Стандарт»;
- «Гейзер»;
- «Вулкан».
Для частных домов
Модели «Очаг» и «Стандарт» - это для частных домов. Их мощность 2, 3, 5, 6 кВт. Соответственно с их помощью можно обогревать дома объемом: 80, 120, 180, 200 м³.
Работают эти приборы от сети переменного тока напряжением 220 вольт. Для подключения рекомендуется использовать кабель сечением 4-6 мм².
Для больших строений
«Гейзер» и «Вулкан» можно использовать для отопления больших зданий: жилых и нежилых. Мощность этих приборов: Гейзер – 9, 15 кВт, Вулкан – 25, 36, 50 кВт. Обе модели являются трехфазными аналогами.
Незамерзающие жидкости типа «Тосол», «Арктика» для электродных котлов не предназначаются.
Контроль и управление
Все модели оснащены температурными датчиками и устройствами настройки температурного режима. Электронный блок управления устанавливается рядом с котлом, чаще на стене.
Спорные вопросы
Существует ошибочное мнение, что отопительные приборы электродного типа делятся на катодные и анодные. Все дело в том, что катод и анод могут присутствовать только при воздействии постоянного тока. В электродных котлах используется переменный ток.
Можно было бы назвать электродные агрегаты для отопления, работающие по однофазной схеме, катодными, потому что внутрь котла устанавливаются два трубчатых стержня. На один подается электрический ток, второй является нулевой фазой. При этом движение электрического тока (отрицательно заряженных частиц, то есть электродов) происходит от первого стержня ко второму.
Но более правильным было бы назвать котлы ионными. Все дело в принципе получения тепловой энергии. Об этом выше уже говорилось.
Чем меньше объем теплоносителя в системе отопления частного дома, тем эффективнее работает котел электродного типа. Поэтому рекомендуется использовать для сооружения отопительной системы биметаллические или алюминиевые радиаторы и контурную разводку из полиэтиленовых труб.
Обратите внимание, что под электродный отопительный агрегат лучше всего создавать свое новое отопление. Врезать его в старое, где был использован другой вид отопительного прибора, не стоит.
Теплоизоляция и подключение
Специалисты рекомендуют провести теплоизоляцию всех контуров. Подключение лучше всего проводить отдельным кабелем от распределительного щитка с установкой отдельного автомата. В электрическую схему подключения нельзя устанавливать УЗО (устройство защитного отключения).
Обязательно производится заземление установки, как и в случае с другими моделями электрических отопительных агрегатов.
Повышение эффективности отопления
Если для отопления большого дома не хватает мощности одного котла, то можно установить в единую систему несколько приборов. Соединять их можно между собой параллельно или последовательно.
И последнее. Отопительные котлы этого типа устанавливаются только в закрытую систему, где вмонтирован циркуляционный насос. Последний обеспечивает дополнительное сопротивление теплоносителя, что сказывается на качестве образования тепла.
И снова здравствуйте! Многие из вас слышали про чудесные электродные котлы, которые очень сильно экономят электричество. Возникает законный вопрос: «Как и за счет чего это происходит?» Давайте попробуем разобраться где здесь правда, а где вымысел. Начнем с объяснения физических принципов работы электродного котла.
Принцип работы электродного котла.
Физический принцип здесь простой — теплоноситель в системе отопления нагревается непосредственным пропусканием через него электрического тока. Фазы электрической сети подключаются к электродной группе, а ноль подключается к корпусу котла. А в обычном сеть подключается к ТЭНу. Чтоб стало понятней смотрите на следующую картинку:
Выделение тепла происходит из-за того, что теплоноситель обладает некоторым сопротивлением. Вообще, подбор теплоносителя для таких котлов задача сложная:
- Дистиллированная вода не подходит, потому что не проводит электричество.
- Вода с добавлением поваренной соли может вызывать ускоренную коррозию металлических частей системы и выпадение накипи на электродах.
В паспортах на такие отопительные аппараты, производители обычно пишут, что котел будет гарантированно работать только с их теплоносителем, в состав которого входят «особенные» ингибиторы коррозии или что-либо еще. Меня мучают подозрения, что делается это для того, чтобы при случае отказаться от гарантийного обслуживания, если потребитель использовал какую-то другую жидкость. Производители рекомендуют применять для электродных котлов пропиленгликоль или этиленгликоль. Если интересно, то можете прочитать мою статью про . Теперь давайте коснемся еще одного вопроса.
Сравнение КПД электродного и обычного электрического котла.
Производители нахваливают электродные котлы за их высокий КПД. Отсутствие потерь они объясняют тем, что электрический ток нагревает непосредственно теплоноситель. Но при этом почему-то ничего не говорится о потерях при использовании . Приведу рисунок, чтобы напомнить вам их устройство:
Внутри ТЭНа происходит последовательный нагрев нихромовой спирали, потом наполнителя из периклаза, а потом металлической трубки. Вся эта конструкция плотно прокатана и внутри нет никаких воздушных полостей, которые могли бы удерживать тепло. Поэтому практически вся энергия, выделяемая на нихромовой спирали уходит на нагрев воды. Точно так, как в электродном котле.
Есть еще одно утверждение производителей: «Электродный котел нагревает воду быстрее, чем ТЭНовый. Потому что нагрев воды происходит по всему объему котла». Это тоже спорный аргумент. Воды внутри котла умещается мало, а мощность для ее нагрева прикладывается большая. Безусловно, какое то преимущество во времени будет, но скорее всего оно для вас не будет играть роли. И никаких обещанных 30% процентов экономии не принесет.
Также очень важна температура теплоносителя в системе. Связано это с тем, что при повышении его температуры происходит падение его сопротивления. А это вызывает повышение потребляемой мощности:
По этой причине температура теплоносителя не должна превышать 50°. А что это будет означать для вас? Это еще одна засада! Например, теплоотдача алюминиевых радиаторов измеряется исходя из условия, что температура теплоносителя равна 90°, а температура воздуха в помещении 20°. При более низко температуре теплоносителя вам нужно будет увеличивать количество секций радиаторов. Так, например делается в системе отопления под названием «Ленинградка», где наиболее удаленные от стояка или котла радиаторы должны быть с большим количеством секций. Чем больше секций, тем дороже система отопления выйдет по цене. Единственный вариант с такой температурой теплоносителя — . Но нужно помнить, что для нашего холодного климата они не подойдут в качестве основной системы отопления.
Мораль всего, что сказано выше такова — никакого особенного преимущества по КПД у электродного котла по сравнению с обычным электрическим нет, а вот сложностей с эксплуатацией прибавляется. О других сложностях поговорим ниже.
Сложности в эксплуатации электродных котлов.
Кроме того, что было перечислено раньше, есть еще «особенности» в эксплуатации у таких отопительных аппаратов:
- Необходимость следить за состоянием теплоносителя. Свойства теплоносителя со временем меняются под действием электрического тока, а от этих самых свойств зависит потребляемая мощность.
- Необходимость повсеместно заземлять все металлические части — трубы радиаторы итд. Системы заземления дорогое и сложное удовольствие
- Более быстрый процесс коррозии металлов под действием электричества. Явления электрокоррозии разрушают не только черные, но нержавеющие сорта стали.
- Высокая вероятность отказа в гарантийном обслуживании оборудования. Для того, чтобы не быть голословным приведу выдержки из паспорта на электродный котел:
В общем, многовато проблем для одного устройства.
Краткие итоги статьи.
Электродный котел, конечно, интересное техническое решение. Но проблем с его с эксплуатацией много и они серьезные. При этом нет никаких доказательств его экономичности, кроме обещаний производителей и продавцов. Скажу еще, что по какой-то неведомой мне причине ни один известный производитель оборудования для отопления не выпускает электродных котлов. Возможно, что это вызвано именно этими проблемами. На этой оптимистичной ноте я завершаю эту статью. Жду ваших вопросов в комментариях.
Сегодня на рынке присутствуют три типа электрических котлов для отопления: индукционные, на основе ТЭНов и электродные. Электродные котлы называют еще ионными или ионообменными, но это одни и те же устройства.
Принцип работы
Отличаются это оборудование от других электрокотлов наличием открытых электродов, на которые подается ток от сети (переменный с частотой 50 Гц). Электроды помещены в воду определенного химического состава. При возникновении разницы потенциалов в электролите, которым является вода, ионы начинают двигаться. Из-за постоянной смены потенциалов на электродах движение заряженных частиц хаотичное. При движении ионов выделяется большое количество тепла, которое и нагревает теплоноситель (воду в данном случае).
Достоинства и недостатки
Удобно ли использовать этот вид котлов для отопления? В принципе, да. Особенно он хорош в тех местах, где напряжение сети нестабильно: даже при падении напряжения до 180 В электродный котел продолжает работать. Мощность его падает, но работает он и дальше. Чем еще удобна такая система: при наличии грамотной автоматики и правильном подключении котла система автономна и может поддерживать заданную температуру самостоятельно. Еще положительный момент: если в силу каких-либо причин из системы исчезнет вода, оборудование просто перестанет работать. Не сгорит, не испортится, а просто работать не будет, так как вода, в данном случае, – рабочая среда. Нет ее – нет тока.
Теперь о недостатках. Из принципа действия электродного котла вырисовывается их главный недостаток: требовательность к составу воды. Вода подходит не любая, а с определенными характеристиками. При запуске системы необходимо теплоноситель подготовить согласно рекомендациям производителя котлов. Обычно это несколько чайных ложек соли или соды на литр воды в системе. Собственно все. Можно также использовать специальные жидкости, которые те же производители и выпускают. Но это для тех, кто совсем не хочет заморачиваться.
С другой стороны, поменяв состав воды, вы можете «подстроить» мощность котла под свои нужды: в принципе, можно заставить работать его как с большей, так и с меньшей мощностью относительно заявленной в паспорте. Требуется лишь изменить химический состав теплоносителя-электролита. Тут важно не переусердствовать, а то можно «доизменять» состав до полного и моментального выхода котла из строя. Потому оставайтесь в рамках, указанных производителем (как обычно, указывается «от» и «до»).
Еще один неприятный момент. Даже очень. Ток распространяется в воде, а вода циркулирует в системе. И, в принципе, не исключена возможность, коснувшись радиатора, получить немалый удар тока. Отсюда вытекает еще одно непременное условие безопасной работы при использовании электродных котлов для водяного отопления: требуется качественное и надежное отдельное заземление. Оно как раз и поможет избежать подобной ситуации.
Не самый приятный момент – необходимость периодической чистки системы и замены электродов – они постепенно истончаются и эффективность нагрева падает. В этом электродные котлы не имеют преимуществ перед традиционными электрическими котлами с ТЭНами.
Насколько электродные котлы экономичны
Насчет расхода электроэнергии электродными котлами постоянно ведутся споры. Продавцы и производители заявляют, что эти котлы более экономичны, чем ТЭНовые. Называют даже цифру – на 30%. Их оппоненты говорят, что если котел на 6 кВт, то и потреблять будет он 6 кВт. Ни больше, ни меньше.
Это так. Но владельцы работающих систем утверждают, что платят за отопление меньше (у некоторых раньше стояли ТЭНовые, а некоторые сравнивают свои счета со счетами друзей). Заметим, что негативные сообщения пишут только теоретики, которые ратуют за использование старых, добрых, хорошо известных ТЭНов. Ни одного отрицательного отзыва от владельцев нет (просмотрено 5 форумов).
Есть один условно негативный: после 2.5 лет работы на «отлично» эффективность системы сильно упала, и поднять ее удалось лишь частично, но недостаточно, путем тщательной подготовки теплоносителя. На первый взгляд, значительное снижение мощности теплоагрегата возможно по двум причинам: износились электроды и их нужно менять, или что-то засбоило с автоматикой. В любом случае, обращаться нужно в сервисный центр к специалистам.
За счет чего же может выигрывать электродный котел для водяного отопления дома? За счет малой инерционности системы: нет никаких промежуточных носителей, и вся энергия, сразу передается теплоносителю. Важно это не только во время старта системы, но и для поддержания заданного температурного режима. Как только температура воздуха в помещении (для большего комфорта нужно отслеживать этот показатель, а не температуру теплоносителя) становится ниже, система включается. Нагрев начинается мгновенно, без задержек на разогрев того же ТЭНа.
Такая же ситуация и с отключением: отключили подачу тока, нагрев прекратился. И снова никакой инерции, и температура держится стабильно, и нет перерасхода электроэнергии вхолостую. Это так. Но для того чтобы все было так, как описано, необходима качественная автоматика, а это, как знаем, недешево.
Практики говорят, что электродные и индукционные котлы больше подходят для устройства , чем котлы на ТЭНах. У них более совершенная автоматика и температура поддерживается точнее. Но современные многоступенчатые котлы на ТЭНах тоже могут регулировать свою мощность, правда переход этот скачкообразный – включение/выключение одного или нескольких нагревательных элементов дает скачек мощности. Так что если выбирать, предпочтение для организации водяных теплых полов можно отдать электродным. в этой области тоже хороши, но стоят намного дороже.
К плюсам использования электродных котлов для водяного отопления можно добавить их малые габариты, низкую стоимость (по отношению даже к котлам на ТЭНах) и бесшумность при использовании (в отличие от индукционных котлов, которые шумят порой сильно). Но тут нужно учесть, что к необходимости проведения отдельной линии питания, нужно будет также соорудить отдельный контур заземления, а это тоже затраты.
В общем, однозначно сказать, хороши электродные котлы или плохи, нельзя. Есть свои положительные моменты, но есть и достаточное количество отрицательных. Собственно, решать нужно в каждом конкретном случае: как всегда при наличии нескольких вариантов встает проблема выбора. Но выбор каждый делает самостоятельно. Мы пытаемся как можно полнее представить ситуацию, а решать все равно вам.
Электродные котлы «Галан»: таблица характеристик и отзывы
Потому заподозрить их в пристрастности достаточно сложно, а они настойчиво продвигают именно электродные котлы. Выпускают они оборудование проточного типа. Это хорошо тем, что установка такого агрегата не требует согласования в «котлонадзоре». Еще один положительный момент: электродные котлы этого производителя могут использоваться в паре с другим водогрейным котлом.
Теперь о характеристиках и ценах. Данные взяты с официального сайта, цены там выставлены в рублях, но в силу нестабильности ситуации мы перевели их по текущему курсу в доллары. Потому возможны некоторые погрешности.
| Потребляемая мощность/напряжение | Объем помещений м 3 /м 2 | Объем теплоносителя | Стоимость | Габариты | |||
| Длина | Диаметр | Масса | |||||
| Галан Очаг 3 | 2 и 3 кВт/220 В | 80-120 м 3 /25-40 м 2 | 20-50 л | 67 $ | 275 мм | 35 мм | 0,9 кг |
| Галан Очаг 5 | 5 кВт/220 В | 200 м 3 /65 м 2 | 30-60 л | 69 $ | 320 мм | 35 мм | 1,05 кг |
| Галан Очаг 6 | 5 и 6 кВт/220 В | 250 м 3 /150 м 2 | 35-70 л | 71 $ | 335 мм | 35 мм | 1,1 кг |
| Галан Гейзер 9 | 9к Вт/220 или 380 В | 340 м 3 /110 м 2 | 50-100 л | 130 $ | 360 мм | 130 мм | 5 кг |
| Галан Гейзер 15 | 15 кВт/380 В | 550 м 3 /180 м 2 | 100-200 л | 136 $ | 410 мм | 130 мм | 5,3 кг |
| Галан Вулкан 25 | 25 кВт/380 В | 850 м 3 /285 м 2 | 150-300 л | 142 $ | 450 мм | 130 мм | 5.7 кг |
Важно! В таблице указана цена только на сам котел. Необходима также автоматика, которая в зависимости от функционала и возможностей стоит от 50$ до 150$, нужны будут датчики (каждый порядка 15$) а также циркуляционный насос.
Из всего ассортимента мини-электродные котлы отопления «Галан Очаг 3» больше подходят, наверное, для отопления дачи. Хороши они будут и для однокомнатной квартиры. Выпускаются мощностью 2 кВт и 3 кВт. Котлы меньшей мощности на 1 кВт пока не встречались нигде. Отзывы обо всех электродных котлах «Галан» позитивные. Но практически во всех указывается: нужно соблюдать правила установки и подготовки системы: проверять воду и доводить ее состав до нужных показателей, или заливать специализированный раствор, который производит эта же фирма. Важную роль играет правильно подобранная автоматика. На сайте производителя есть объявление: «за работу котлов с не рекомендованной автоматикой ответственности не несем».
«Галан» выпускает как электродные, так и ТЭНовые котлы
Больше всего отзывов имеется от владельцев котлов «Галан Гейзер 9». Недовольных нет. Вот некоторые факты, которые относятся к вопросу о потреблении этими котлами электроэнергии:
- Дом 135 м 2 в Харьковской области. Обогревается «Галан Гейзер 15». За сезон отопления 2012-2013 года на счетчике было 2750 кВт.
- Помещение 120м 2 в Днепропетровской области. Установлен «Галан Очаг 5». Владелец говорит о том, что немного «промахнулся» – нужен Очаг 6.
- Дом 150 м 2 в Энергодаре (котором – не указано). Стоит «Галан Гейзер 15» за сезон 2013-2014 при морозах до -25°C в месяц на счетчике до 1300 кВт.
В отзывах не указаны материалы, из которых построен дом, как он утеплен и еще много нюансов, но определенные выводы сделать можно. Почти в каждом отзыве указывается, что нужно следить за тем, какую жидкость заливать в систему. В одном из сообщений человек, занимающийся ремонтом отопительных систем, выезжал на вызов: электродный котел перестал греть совсем. Все из-за того, что в системе была залита обычная не подготовленная вода из крана. Поработав пару недель, котел перестал греть. После промывки системы и прочистки электродов температура теплоносителя все равно не поднялась выше 35 o C. Хозяин купил новые электроды и жидкость для этих систем, и, после установки и повторной промывки все работает.
В общем, получается так: электродные котлы просты по устройству, но требовательны к эксплуатации. Важны параметры теплоносителя и качественная автоматика.