Котел электродный

Электродный котел своими руками: пошаговый процесс изготовления и монтажа электродного котла для отопления дома

Электродный (другое название – ионный) котел является одной из вариаций электрических приборов отопления. Он используется преимущественно в загородных домах и отличается тем, что вместо привычных ТЭНов оборудован набором электродов, которые, собственно, и занимаются нагревом рабочей жидкости. Подобное нововведение позволило избавиться от недостатков, характерных для электрооборудования – низкой производительности и небольшого эксплуатационного срока. Благодаря простоте конструкции, можно сделать электродный котел своими руками. Но перед тем как приступить к сборке, следует ознакомиться с особенностями его работы.

Электродный котел своими руками

Конструктивные особенности

С конструктивной точки зрения такой котел – это небольшая цельнометаллическая труба с полиамидным напылением (оно выполняет функцию изолятора). К корпусу подсоединены ввод и вывод теплоносителя, а также клеммы питания. С одной стороны в трубу вставляется набор изолированных электродов, в то время как другая герметично запаяна.

Котел электродный

Рассмотрим технические параметры заводских моделей.

  1. Длина – до 60 см, диаметр – не более 32 см.
  2. Мощность может варьироваться между 2 и 50 кВт, другими словами, котлы способны отапливать помещение площадью до 1500 м².
  3. Также они могут быть одно- и трехфазными. В первом случае подразумеваются маломощные приборы, используемые в частных домах, во втором – котлы с высокой производительностью, предназначающиеся для объектов промышленного типа.
  4. Оптимальное значение потребления энергии достигается при температуре рабочей жидкости в 75ᵒС. Если показатель выше, то потребление энергии увеличивается, а если ниже, то оно, соответственно, снижается (при минусовых температурах показатель теплопроводности у жидкости ухудшается).

    Принцип работы электродного котла. Сравнение электродного и тенового котлов

По способу подачи теплоносителя ионные приборы могут быть двух типов:

  • открытые системы характеризуются тем, что нагретая жидкость движется естественным путем, передает тепло и направляется обратно в теплогенератор;
  • в закрытых же имеются специальный насос и расширительный бак – они необходимы для начального этапа прогрева рабочей жидкости.

    Обвязка котла

Видео – Как работает котел

О достоинствах

Электродный котёл РОМСТАР 2 смарт (комплект)

  1. Главным достоинством ионных котлов является высокий КПД (до 98%), что объясняется относительной простотой работы прибора.
  2. Небольшие размеры позволяют использовать их даже в малогабаритных домах.
  3. У электродных котлов отсутствует «сухой ход». Жидкость является полноправным «участником» рабочего процесса, поэтому ее отсутствие не вызовет перегрев системы – только цепь разомкнется.
  4. Перепады напряжения в этом случае не страшны – если оно снизится, то прибор не отключится, он просто заработает с меньшей мощностью.
  5. Экономичность – еще одно достоинство электродных котлов.
  6. Наконец, они быстро достигают заданной температуры и так же быстро остывают, что позволяет эффективнее использовать автоматическое управление. Принцип действия

    Чертеж ионного электрокотла

О недостатках

Но есть и своим минусы, среди которых:

  • невозможность работы от аварийных систем электропитания;
  • высокие требования к проводимости теплоносителя;
  • необходимость в заземлении вследствие высокого риска поражения током;
  • необходимость в специальных знаниях для контроля работы прибора.

Также отметим, что попадание воздуха в корпус может привести к достаточно быстрому образованию коррозии.

Технология изготовления. Инструкция

После ознакомления с устройством котла можно попытаться сделать аналогичный прибор в домашних условиях. Этот процесс не настолько труден, как может показаться, но требует предельной осторожности и внимательности. В противном случае готовое изделие может быть небезопасным.

Этап 1. Подготовка всего необходимого

Для работы потребуется такое оборудование:

  • сварочный аппарат;
  • электроды;
  • железный тройник;
  • электродная изоляция (из полиамида);
  • нулевой провод;
  • муфта;
  • клеммы заземления;
  • труба соответствующих размеров из стали;
  • изоляция для клемм.

Обратите внимание! На подготовительном этапе следует изучить схему работы подобного оборудования.

Этап 2. Сборка ионного котла

Собираем котел

Вначале уясним несколько важных аспектов. Так, ионному котлу необходимо заземление, о чем упоминалось выше, а еще нулевой кабель должен подаваться исключительно на наружную трубу. Также стоит помнить о том, что фаза должна подаваться лишь на электроды.

Собираем котел

При соответствующей подготовке процедура сборки не должна вызывать никаких затруднений.

Собираем котел

Шаг 1. Вначале берется заранее приготовленная труба (оптимальные размеры – длина 25 см, диаметр 8-10 см). С одной стороны в трубу помещается набор электродов, с другой же устанавливается муфта для подключения к отопительной магистрали.

Чертеж ионного котла

Обратите внимание! Для монтажа электродов требуется тройник, посредством которого и будет происходить вход/выход теплоносителя.

Шаг 2. Возле электрода устанавливается изолятор, который помимо своей прямой функции послужит одновременно для дополнительной герметичности котла.

Шаг 3. Для изготовления изолятора используется термоустойчивый пластик высокого качества. Но для прибора важна не только герметичность, но еще и возможность резьбового соединения электрода с тройником. Именно поэтому рекомендуется поручить изготовление изолятора опытному специалисту, который сделает деталь в соответствии с необходимыми размерами.

Детали для сборки котла

Шаг 4. К корпусу приваривается большой болт. Далее к болту крепится нулевой кабель и заземляющие клеммы.

Обратите внимание! Для большей надежности можно прикрепить второй болт, аналогичный первому.

Шаг 5. После подключения к отопительной системе (это выполняется с помощью муфты) остается лишь скрыть готовый котел посредством декоративного покрытия. Такое покрытие необходимо не столько в целях эстетики, сколько для безопасности, защиты от поражений током. Не стоит пренебрегать этим, т. к. необходимо максимально ограничить доступ к теплогенератору.

Этап 3. Монтажные работы

Схема подключения котла Схема подключения котла

На этом этапе обязателен монтаж таких элементов системы:

  • воздухоотводчики;
  • манометр;
  • предохранитель.

При этом запорная арматура устанавливается уже после расширительного бака. Более детально с особенностями подключения поможет ознакомиться приведенная выше схема.

Монтаж котла электродного Монтаж котла электродного Схема подключения Сборка системы отопления Сборка системы отопления Сборка системы отопления Полифосфатный фильтр Настройка электродного котла

Видео – Ионный котел своими руками

Другие важные моменты установки.

  1. Котел устанавливается исключительно вертикально, что объясняется только особенностями функционирования. Крепежные элементы должны быть отдельными.
  2. Перед монтажом прибора вся отопительная система тщательно промывается. Для этого берется чистая вода, разбавленная соответствующим средством (таким, к примеру, как Rothenberger). Если используется загрязненный теплоноситель либо магистраль была некачественно промыта, то производительность ионного котла существенно снизится. Промывка системы

    Средство для промывки

  3. Для заземления можно использовать лишь медный кабель ø4 мм (или больше) с сопротивлением не выше четырех Ом. Кабель подключается к клемме-нулю, которая, соответственно, расположена в нижней части корпуса агрегата.
  4. Отопительные приборы (батареи) подбираются в соответствии с объемом системы. Оптимальный вариант – киловатт мощности прибора соответствует 8 литрам суммарного объема. Если превысить этот показатель, то котел будет функционировать дольше, чем требуется, вследствие чего возрастут затраты на электроэнергию.
  5. Помимо того, при обустройстве отопительной системы предпочтение следует отдать биметаллическим сплавам или алюминию. Неприемлемо использование других сплавов, поскольку в них имеется много различных примесей, которые воздействуют на электропроводность рабочей жидкости.
  6. Если устанавливается открытая система, то используемые батареи в любом случае должны иметь полимерное напыление на внутренней поверхности, что воспрепятствует доступу воздуха и, как следствие, предотвратит коррозию. У систем закрытого типа подобного недостатка нет.
  7. От чугунных изделий следует отказаться вовсе, ведь примеси, содержащиеся в них в большом количестве, снизят производительность ионного котла. Также у таких батарей слишком большой объем, что повысит потребление электроэнергии.

    Установленный котел

Видео – Подключение котла «Галаган»

Об используемом теплоносителе

Электродные котлы не нуждаются в специально подготовленном теплоносителе, для этого может быть использована обыкновенная вода (при условии, что ее удельное сопротивление не превысит 1,3 кОм/см). В связи с этим вода все же нуждается в определенной подготовке. Так, если залить просто дистиллированную воду, то никакого успеха это не принесет, т. к. она не проводит электричества.

Процесс подготовки заключается в проведении экспериментов, вследствие которых сопротивляемость повышается (для этого используется пищевая сода, для приборов из алюминия – АСО-1) или уменьшается (добавляется талая или дождевая вода).

Цены на модельный ряд электрических котлов

Электрический котел

В качестве заключения

Теперь вы знаете, каков принцип работы электродного котла и как можно собрать подобный агрегат в домашних условиях, сэкономив немало денег. Главное в работе – четко следовать инструкции и соблюдать требования техники безопасности. В таком случае никаких проблем не возникнет.

 

ПРИМЕР:
Произведем выбор модели электродного котла и расчет количества радиаторов (на примере биметаллических/алюминиевых радиаторов).
Исходные данные:
S помещ.=70м.кв.
h потолка =3м.
а). Вычисляем объем отапливаемого помещения:
V=S*h=70м.кв.*3м=210м.куб. V=210м.куб
б). Определяем модель котла. Из сводной таблицы тех.паспорта для решения поставленной задачи достаточно будет котла Очаг-5
Для данной модели котла рекомендуемый объем отапливаемого помещения = 230м.куб., что является условием с 10% запасом по мощности в нашем случае.
в). Определяем количество секций радиатора необходимых для обогрева заданного объема помещения

Узнаем, сколько тепла нам потребуется для обогрева данного объема помещения. Для этого умножим заданный объем V на цифру 41Ватт: V*41=210*41=8610Ватт
Полученная цифра — то количество тепла, которое должны отдать радиаторы, чтобы нагреть помещение заданного в условии объема.
Зная тепловую мощность одной секции радиатора(160Ватт) и суммарную тепловую мощность, которая потребуется для обогрева всего помещения(8610Ватт),
вычисляем количество секций радиатора:
Кол. секц.=8610/160=53,81секций. Округляем полученное значение до целых в большую сторону, получаем 54 секций.

Подведем итоги. Если у Вас не получается подобрать нужный котел для отопления, можете обратиться к нам.

Для этого Вам нужно предоставить:

  1. назначение отапливаемой площади;
  2. сколько квадратных метров;
  3. высота потолков;
  4. система отопления старая или новая;
  5. количество окон в помещении;
  6. для квартир (угловая, в центре дома, первый этаж)
  7. как утеплено;
  8. техническая возможность подключения (какие стоят входящие автоматы в щитовой А);
  9. если котлом будет отапливаться теплый пол, предоставить площадь теплого пола;
  10. сообщить литраж системы отопления (как подсчитать?)


Вопрос, «…сколько электроэнергии потребляет котел?», с данным уровнем автоматики, не по адресу. Котел затратит электроэнергии для производства горячей воды столько, сколько от него затребует через датчики, система отопления и соответственно помещение. Ни больше, но и не меньше.

Обращаем внимание на то, что электродные котлы не работают постоянно. Котел включается по мере остывания радиатора, и от того как хорошо утеплено помещение.

Электродный котел для отопления частного дома

Электрические котлы особенно актуальны в сельской местности и загородных домах, не имеющих доступа к газовым магистралям. Кроме того, при установке такого оборудования, не требуется согласование проекта установки с профильными службами, которое обходится недешево как с финансовой точки зрения, так и с психологической.

Электродный котел для отопления частного дома

Отличительными особенностями электрических котлов является компактность и простота установки. Обладая базовыми знаниями в области электротехники и минимальным набором инструмента, агрегат индукционного или электродного типа можно изготовить и установить самостоятельно.

В данном обзоре рассматриваются устройство, принцип работы и конструктивные особенности электродных тепловых установок, приводятся отзывы пользователей, на практике оценивших плюсы и недостатки данного оборудования. Отдельный раздел посвящен краткому описанию наиболее популярных моделей.

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н2О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Устройство и принцип работы электродного котла

Поскольку принцип работы установки не отличается особой сложностью, конструкция агрегатов предельно проста.

Электродный котел включает в себя:

  1. Корпус;
  2. Клемму для подключения нулевого провода;
  3. Основание;
  4. Электрод;
  5. Клемму для подключения фазового провода;
  6. Входной патрубок;
  7. Выходной патрубок;
  8. Кожух;
  9. Клемму для подключения заземления или зануления.

В большинстве конструкций роль второго электрода играет корпус прибора1, подключенный к нулевому проводу через клемму 2.

Емкость с одной стороны герметично закрыта основанием 3, в котором закреплен центральный электрод 4. Подача напряжения на стержень осуществляется фазовым проводом через клемму 5.

Подача теплоносителя осуществляется через входной патрубок 6, расположенный в нижней части агрегата. Нагретый теплоноситель поступает в отопительную магистраль через выходной патрубок 7, обычно, расположенный в верхней крышке изделия. Для установки арматуры оба патрубка имеют резьбовые наконечники.

Внешний кожух 8, имеет специальную клемму 9 для подключения провода заземления и служит дополнительной защитой от поражения электрическим током. Кроме этого, форма и полиамидное покрытие кожуха могут обеспечить привлекательный внешний вид всей установки.

Для повышения эффективности работы отопительной системы, перед входным патрубком устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий интенсивное прохождение жидкости через рабочую полость устройства.

Если для достижения требуемого результата требуется мощность более 10 кВт, целесообразно использовать электродный котел подключаемый к трехфазной электросети.

Принцип работы трех электродного агрегата не отличается от принципа работы обычного котла, отличие заключается в числе стержней и их размещении. Каждый электрод соединяется с отдельной фазой через специальные клеммы в нижней части установки. Располагаются стержни в вершинах правильного равностороннего треугольника, вписанного в окружность рабочего цилиндра. Для заземления прибора используется клемма на корпусе.

Поскольку в процессе эксплуатации электроды могут разрушаться, конструкция установки предусматривает их оперативную замену. Для этого необходимо:

  1. Слить теплоноситель из отопительной системы;
  2. Отсоединить нижнюю крышку;
  3. Заменить разрушенные электроды;
  4. Установить нижнюю крышку на место и проверить герметичность крепления;
  5. Заполнить магистраль жидким электролитом;
  6. Возобновить подачу электроэнергии.

Преимуществом электродных установок является то, что при отсутствии в системе теплоносителя не происходит разрушения деталей котла.

Системы управления

Поскольку конструкция самого котла не предусматривает никаких контролирующих элементов, регулировка осуществляются с помощью внешних управляющих систем.

Простейший блок состоит из одного термодатчика, устанавливаемого перед входным патрубком и отключающим подачу электроэнергии по достижению заданной температуры. Более точная регулировка осуществляется с помощью двух термодатчиков, расположенных на входе и выходе.

Стоимость автоматической системы регулирования является наиболее весомой составляющей цены электродного котла, которая может изменяться в довольно широком диапазоне.

Плюсы и минусы электродных котлов для отопления

Несмотря на противоречивые отзывы владельцев, нельзя не отметить очевидные преимущества электродных установок:

  • Конструкция котла обеспечивает компактность и простоту подключения.
  • Небольшие габаритные размеры позволяют использовать агрегаты в качестве дополнительных или резервных теплогенераторов, включаемых независимо от основного по мере необходимости.
  • Для установки котла не требуются проект и согласование.
  • При утечке теплоносителя прибор не выйдет из строя и может продолжать работу сразу после устранения неполадок.
  • Электродные котлы не восприимчивы к перепадам напряжения в электросети.
  • Отсутствие вредных выбросов, и мощных электромагнитных полей.

Перечень преимуществ действительно весом, однако наряду с ними, следует отметить и некоторые объективные недостатки:

  • Применение электродных устройств не целесообразно при наличии в отопительной системе радиаторов из стали или чугуна. Эффективную работу могут обеспечить только биметаллические батареи и высококачественные радиаторы из алюминия, что существенно увеличивает стоимость отопительного контура.
  • Высокие требования к качеству и химическим свойствам теплоносителя. Используемая жидкость должна обеспечивать оптимальные условия для электролиза.
  • Установка электродного котла возможна только в замкнутый контур, что влечет за собой дополнительные затраты на герметичную расширительную емкость, клапан аварийного сброса давления и воздухоотводчик.
  • Максимальная температура нагрева теплоносителя не должна превышать 850С.

Тщательно проанализировав все недостатки агрегата, можно прийти к выводу, что все они связаны с качеством и химическими свойствами теплоносителя.

Обзор и цены на лучшие марки электродных котлов

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются несколько производителей электродных нагревательных устройств.

Галан

Изделия отечественного производственного предприятия «Галан» пользуются спросом не только в РФ, но и на всей территории СНГ. Надежные и экономичные агрегаты «Гейзер», «Вулкан» и «Очаг» отличаются компактными габаритными размерами длительным сроком службы и привлекательным дизайном корпуса. Для отопления частного дома чаще всего используется модификация «Очаг – 6», имеющая следующие технические характеристики:

  • Ток пусковой – 15 А;
  • Номинальная мощность установки – 6 кВт;
  • Масса без теплоносителя – 1,7 кг;
  • Высота корпуса – 320 мм.

К достоинствам электродного котла относятся доступная стоимость, простота монтажа и технического обслуживания. Для эффективной долгосрочной работы желательно установить стабилизатор напряжения и использовать в качестве теплоносителя специальные жидкости.

Цена агрегата 4500 руб.

ЭОУ

Украинская компания предлагает электродные котлы, корпус которых изготавливается из бесшовной стальной трубы с толщиной стенки 4–5 мм. Модельный ряд состоит из нагревателей мощностью от 2 до 12 кВт, работающих от бытовой электросети и трехфазных моделей мощностью до 125 кВт. Самым большим спросом пользуются приборы, вырабатывающие от 3 до 6 кВт. Технические характеристики:

  • Номинальная мощность 3–6 кВт;
  • Максимальная отапливаемая площадь – 120 м2;
  • Длина корпусного цилиндра – 185 мм;
  • Масса – 7 кг.

В комплект поставки входят система управления и циркуляционный насос. Цена электродного котла – 7500 руб.

Берил

Изделия этого российского бренда автоматически учитывают состояние электролита в отопительном контуре и корректируют режим работы установки. Как и многие другие производители, компания выпускает приборы для однофазной электросети с номинальной мощностью от 2 до 10 кВт и для трехфазной сети, рассчитанные на 35 кВт. Отзывы покупателей электродных приборов свидетельствуют, что наиболее востребованной моделью является «Beril – 9», имеющая следующие технические характеристики:

  • Мощность установки – 9 кВт;
  • Подключение – трехфазное;
  • Максимальная отапливаемая площадь – 250 м2.

Изделие легко монтируется в отопительный контур, а система управления обеспечивает возможность регулировки мощности в диапазоне от 2 до 9 кВт. Средняя цена агрегата – 8500 руб.

Protherm Скат 24 KR 13

Электродный котел зарекомендовал себя как безопасное, надежное и эффективное устройство. Мощность установки – 24 кВт, базовая комплектация предусматривает наличие расширительного бака объемом 7 л и циркуляционного насоса. К очевидным достоинствам котла относятся:

  • Широкий температурный диапазон (возможна настройка от 30 до 85 0С);
  • Изделие оборудовано системами безопасности от перегрева и плавного пуска;
  • Предусмотрена четырехступенчатая регулировка мощности.

Минимальная цена агрегата составляет 43 тыс. руб.

Ниже приводятся отзывы владельцев электродных систем, на практике оценивших преимущества и недостатки таких систем.

Электродные котлы для отопления частного дома отзывы владельцев

Поскольку отзывы пользователей играют в выборе котла далеко не последнюю роль, вот некоторые из них.

  • Ознакомившись с отзывами об электродной установке «Галан Очаг 3», свидетельствующие о его малом энергопотреблении, качестве автоматики и доступной стоимости решил использовать это чудо техники. Результат вполне удовлетворительный, в квартире тепло и уютно. В качестве совета могу сказать следующее: обязательно установите циркуляционный насос и останетесь довольны. Николай, г.Одесса.
  • Площадь нашего дачного дома примерно 200 м2, а вот с газом как-то не судьба пока. Зимой положение спасает котел «Обрий-15». Сначала побаивался счета за электричество, но ничего сверхъестественного в квитанции не обнаружил, даже немного меньше чем со старым накопительным бойлером. За два года работы, как говорится, существенные недостатки не обнаружены. Дмитрий, г. Краснодар.
  • Для двухэтажного дома с общей жилой площадью 140 м2 решил использовать электродный котел «Луч», мощностью 15 кВт. Монтаж не вызвал никаких затруднений, пришлось только немного поколдовать с приготовлением теплоносителя, но и здесь инструкция помогла. Тепла вырабатывается вполне достаточно, а потребление энергии, по сравнению с бойлером на 150 л, немного уменьшилось. Андрей, г. Днепропетровск.
  • Установка в доме электродного котла ION-6 совершенно изменила мое представление об отоплении в целом, никогда и не подозревал, что все может быть так просто и компактно. Площадь дома примерно 65 м2, высота потолка – 2,8 м и на все хватает этого прибора, который и котлом трудно назвать, такой компактный. Что касается потребления электричества, за месяц накручивает 400–450 кВт, по-моему, вполне приемлемо. Федор Михайлович, Воронеж.

Электродный котел своими руками чертежи

Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.

  1. На один конец трубы навинчивается муфта, которая будет играть роль выходного патрубка.
  2. С другого конца навинчивается тройник, обеспечивающий подачу теплоносителя.
  3. Из прочного текстолита или другого диэлектрика изготавливается заглушка, обеспечивающая фиксацию электрода по центру. Для изготовления самого электрода можно использовать стальной пруток диаметром 10-12 мм. После установки стержня заглушка вместе с электродом ввинчивается в тройник.
  4. К трубе приваривается два болта М8, которые будут служить клеммами нулевого провода и заземления.
  5. Через муфту и свободный конец тройника прибор подключается к отопительному контуру.

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления.

Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.

Обзор ионных котлов — греем воду электротоком

В этой статье: электродный котел — детище оборонных предприятий; как работает ионный котел; можно ли нагреть воду без источника тепла; понижаем омическое сопротивление — добавляем в воду соль; плюсы и минусы ионных котлов; устройство электродного котла; как правильно установить электродный котел; какие отопительные приборы можно использовать в контуре с ионным котлом, а какие — нет; производители и цены; в завершении — нюансы установки ионных котлов.

Сколько способов отопления дома при помощи электроэнергии вам известно? Чаще всего приходит на ум котел с водяным тэном — обладая высоким сопротивлением, нихромовая нить внутри такого тэна нагревается, передавая тепло наполнителю трубки, затем металлической оболочке и, наконец, воде. Почему бы не упростить задачу и не нагревать теплоноситель, минуя посредника, ведь можно же сделать это с помощью примитивных электродов из двух бритвенных лезвий, присоединив к ним провода и подключив к электропитанию? Именно из этой логики исходили создатели первых моделей ионных (электродных) котлов, изначально разработанных для нужд ВМФ СССР.

История и принцип работы ионного (электродного) котла

Данный тип отопительных котлов был создан в середине прошлого века предприятиями оборонного комплекса для нужд подводного флота СССР, в частности — для отопления отсеков подлодок с дизельными двигателями. Электродный котел полностью соответствовал условиям заказа подводников — имел крайне малые для обычных отопительных котлов размеры, не нуждался в вытяжке, не создавал шумов при работе, эффективно нагревал теплоноситель, в роли которого более всего подходила обычная морская вода.

К 90-м годам заказы для оборонки резко сократились в объемах, вместе с этим были сведены к нулю потребности военного флота в ионных котлах. Первая «гражданская» версия электродного котла была создана инженерами А.П. Ильиным и Д.Н. Кунковым, получившими соответствующий патент на свое изобретение в 1995 году.

Принцип работы ионного котла основан на прямом взаимодействии теплоносителя, занимающего пространство между анодом и катодом, с электрическим током. Прохождение электрического тока через теплоноситель вызывает хаотичное движение положительных и отрицательных ионов: первые движутся к отрицательно заряженному электроду; вторые — к заряженному положительно. Постоянное перемещение ионов в сопротивляющейся этому движению среде вызывает быстрый нагрев теплоносителя, чему особенно способствует перемена ролей у электродов — каждую секунду их полярность меняется 50 раз, т.е. каждый из электродов в течение одной секунды 25 раз будет анодом и 25 — катодом, поскольку они подключены к источнику переменного тока частотой 50 Гц. Следует отметить, что именно столь частая смена заряда у электродов не позволяет воде разложиться на кислород и водород — для электролиза необходим постоянный электроток. С возрастанием температуры в котле повышается давление, вызывающее циркуляцию теплоносителя по отопительному контуру.

Таким образом, электроды, установленные в емкости ионного котла, напрямую не участвуют в нагреве воды и не нагреваются сами — за повышение температуры воды отвечают положительно и отрицательно заряженные ионы, расщепленные под воздействием электротока из молекул воды.

Важным условием эффективной работы ионного котла является наличие омического сопротивления воды на уровне не более 3000 Ом при 15°С, для чего этот теплоноситель должен содержать определенное количество солей — изначально электродные котлы создавались под морскую воду. То есть, если залить в отопительную систему дистиллированную воду и попытаться нагреть ее при помощи ионного котла — никакого нагрева не будет, поскольку в такой воде соли полностью отсутствуют, а значит, не возникнет электрической цепи между электродами.

Характеристики ионных (электродных) котлов

Обладая присущими электрическим котлам положительными характеристиками, данный тип котлов имеет и ряд собственных. Отмечу все плюсы:

  • высокий КПД, близкий к 100% (впрочем, любой электронагреватель имеет КПД не ниже 96%);
  • крайне малые размеры при высокой мощности, по сравнению с любыми другими котлами;
  • не требуется дымоход;
  • способен самостоятельно поднять давление в контуре отопления;
  • в отличие от котлов с тэнами, полностью отсутствует опасность аварии при недостаточном уровне теплоносителя в емкости котла — недостаток теплоносителя приведет лишь к прекращению работы котла, поскольку не будет электрической цепи между электродами;
  • крайне малая инертность позволяет эффективно управлять температурными режимами во время работы котла при помощи автоматики, в результате достигается наименее энергозатратная работа отопительной системы — температура в обогреваемых помещениях всегда будет на том уровне, который задан автоматическому контроллеру;
  • перепады напряжения в электросети не наносят вреда ионному котлу — меняется лишь его мощность, работа не прекращается;
  • допускается установка в качестве дополнительного источника тепловой энергии, установка нескольких ионных котлов одновременно;
  • полностью отсутствует негативное воздействие на окружающую экологическую обстановку.

Минусы электродного котла:

  • потребляет только переменный ток, при постоянном токе произойдет электролиз воды;
  • высокие требования к электролитическим характеристикам теплоносителя, при их изменении качество работы (выработка тепла) резко снижается. Необходим контроль за электрической проводимостью теплоносителя;
  • требует обязательного заземления (впрочем, как и любой нагревательный прибор с водяным тэном). При этом риски поражения электротоком в случае пробоя изоляции выше, чем у тэновых водонагревателей;
  • температура нагрева теплоносителя не должна превышать 75°С, иначе энергопотребление котла серьезно возрастет;
  • образование накипи на электродах снижает мощность котла, поскольку препятствует ионизации теплоносителя;
  • высокие требования к качественным характеристикам отопительных приборов;
  • потребность в оснащении отопительной системы циркуляционным насосом;
  • износ электродов, вызванный переменным напряжением тока, требующим их периодической замены;
  • в завоздушенном отопительном контуре, содержащем теплоноситель-электролит, многократно ускорятся коррозийные процессы;
  • в одноконтурной системе использование нагретой воды для бытовых нужд недопустимо;
  • пусконаладочные работы требуют привлечения специалистов — самостоятельно понизить омическое сопротивление воды с повышением ее проводимости до оптимального уровня, практически невозможно;
  • электропроводность теплоносителя в процессе эксплуатации изменяется, необходимо ее контролировать, а значит, обладать соответствующими знаниями и оборудованием.

Устройство и установка электродного котла

Он имеет довольно простую конструкцию, в которой особое внимание уделено защите от утечки электрического тока: цельнотянутая стальная труба в качестве корпуса, поверх ее покрывает электроизоляционный слой полиамида; патрубки ввода и вывода теплоносителя; клеммы подачи питания на корпус и заземления; электрод из особого сплава (трехфазные котлы оснащены тремя электродами), изолированный полиамидными гайками; дополнительная изоляция резиновыми прокладками в местах разъемов.

Внешне бытовой ионный котел имеет цилиндрическую форму, его диаметр обычно не превышает 320 мм, длина — 600 мм, а вес — 12 кг. Наименьшая мощность — 2 кВт (для отопления помещений порядка 80 м3), максимальная — 50 кВт (отопление помещений около 1600 м3). Однофазные котлы имеют мощность от 2 до 6 кВт, трехфазные — от 9 до 50 кВт. Энергопотребление котла достигает номинального уровня (заявленной производителем мощности в киловаттах) при достижении температуры внутри него на уровне 75°С — при меньших температурах энергопотребление ниже, поскольку в более холодном теплоносителе проводимость тока ниже. Следует отметить, что температура в 75°С является оптимальной для ионных котлов, поскольку при развитии более высокой температуры энергопотребление котлов превысит заявленное в техпаспорте.

В комплекте с электродным котлом идет система автоматического управления (контроллер), включающая в себя электронный терморегулятор, автоматическую защиту от скачков напряжения в электросети и блок пускателя. Некоторые модели контроллеров допускают как непосредственное управление, так и удаленное, по gsm-каналам. Именно контроллер обеспечивает заявляемую производителями ионных котлов экономию электроэнергии — в отличие от нагрева воды при помощи тэнов, электродный нагрев позволяет в более короткий срок изменять температуру теплоносителя, т.к. имеет малую инертность.

В открытой отопительной системе с естественной циркуляцией теплоносителя, последний движется вверх по трубам из-за температурного расширения и давления в ионном котле, поступает в радиаторы и остывает, затем возвращается по трубопроводу обратки в котел, где нагревается и повторяет цикл вновь. Закрытая система отопления дополнительно оснащается расширительным баком-экспанзоматом и циркуляционным насосом, необходимым на начальном этапе прогрева теплоносителя.

При установке электродного котла обязательным требованием является комплектация отопительного контура в наиболее верхней его точке группой безопасности — автоматическим воздухоотводчиком, манометром, подрывным (обратно-предохранительным) клапаном. В системах открытого типа регулирующая или запорная арматура должна быть установлена только после расширительного бачка, т.е. участок трубопровода между выходом из котла и до расширительного бачка не должен содержать какой-либо запорной арматуры! В системах закрытого типа запорная арматура устанавливается на отрезке трубопровода после расширительного бачка и до ввода в котел. Если же сразу после выхода из котла установлена группа безопасности, то запорную арматуру можно устанавливать до экспанзомата — расширительный бачок в этом случае нужно установить на участке обратки.

Ионные котлы любой модели устанавливаются в отопительную систему строго вертикально, с собственным креплением к стене. Первые 1200 мм обвязки на подаче теплоносителя в котел выполняются из металлической не оцинкованной трубы, далее допускается использование металлопластиковых труб.

Надежное заземление ионного котла обязательно, поскольку в случае утечки токов эту проблему с помощью УЗО не решить. Заземляющий медный провод должен иметь сечение от 4 до 6 мм, его сопротивление не должно быть более 4 Ом — подключение проводника выполняется к нулевой клемме, расположенной в нижней части корпуса котла. Заземление должно соответствовать требованиям ПУЭ.

В идеальном варианте предполагается установка электродного котла в новую отопительную систему, предварительно промытую чистой водой. При врезке котла в существующий контур необходима его тщательная промывка водой с добавленными в нее спецсредствами — их перечень и пропорции описаны в техническом паспорте на котел, каждый производитель настаивает на использовании определенных ингибиторов. При не соблюдении данного условия отложения солей (накипь) помешают точной настройке омического сопротивления теплоносителя.

Выбирая отопительные радиаторы для системы с ионным котлом, обратите пристальное внимание на их потребление теплоносителя в литрах — нужно выяснить, сколько литров потребляет один радиатор, затем вычислить общий литраж, исходя из необходимого количества радиаторов. Следует отметить, что особо вместительные отопительные приборы не подойдут, т.к. такая отопительная система будет потреблять свыше 10 л теплоносителя на киловатт установленной мощности котла, что вынудит его работать безостановочно, а это не выгодно с позиции затрат электроэнергии. В идеале общий литраж отопительной системы должен составлять порядка 8 л на киловатт мощности.

По материалу изготовления для отопительных систем с электродным котлом наиболее подходят биметаллические и алюминиевые радиаторы. При выборе алюминиевых отопительных приборов важным критерием является происхождение алюминия — первичный ли он (т.е. получен из природных материалов — бокситов, алунитов, нефелинов и т.д.) или же вторичный, переплавленный из вторсырья. Проблема в том, что более дешевые радиаторы из вторичного алюминия выполнены из сплава с большим содержанием примесей, повышающих омическое сопротивление теплоносителя.

В открытые системы отопления правильным будет устанавливать отопительные приборы из алюминия с внутренним полимерным покрытием, снижающим коррозию, в закрытых системах такие радиаторы не понадобятся — коррозионные процессы активизируются при наличии воздуха в объеме теплоносителя, т.е. содержание солей в нем не является причиной коррозии.

Чугунные радиаторы для отопительных систем с нагревом теплоносителя от электродного котла подходят менее всего, поскольку сильно загрязнены изнутри и грязевые частицы повлияют на проводимость тока. Кроме того, чугунные радиаторы потребляют значительный объем теплоносителя, что может превысить установочную мощность данной модели ионного котла — потребуются его более мощные модели. Производители электродных котлов допускают использование чугунных радиаторов при соблюдении следующих условий: они произведены по евростандарту (т.е. в Турции или Чехословакии); на обратке, перед вводом в котел, в трубопроводе установлены отстойники-грязевики (уловители шлама) и фильтры грубой очистки.

Ионный котел — цены и производители

В России и странах СНГ представлены электродные котлы следующих производителей — российская ЗАО «Фирма «Галан» (одноименный брэнд), латвийская ООО «Stafor EKO» (одноименный брэнд) и украинская СПД-ФО Гончаренко О.А. (брэнд «ЭОУ» (энергосберегающая отопительная установка)).

Стоимость электродного котла зависит от его мощности — котел мощностью в 2 кВт в среднем обойдется покупателю в 3000 руб. Следует учитывать, что комплект необходимой автоматики реализуется, как правило, отдельно — его стоимость составит порядка 6500 руб., т.е. вдвое дороже самого котла.

Срок гарантии на электродный котел, в зависимости от производителя, составляет от года до 2-х лет. Средний срок службы таких котлов — около 10 лет, при условии соблюдения эксплуатационных требований к теплоносителю и своевременной замены электродов (примерно каждые 2–4 года).

Создавая отопительную систему, основанную на нагреве теплоносителя от электродного котла, необходимо соблюсти следующие нюансы:

  • потребление электроэнергии котлом значительно выше в случае установки в ранее используемый контур отопления. Лучше устанавливать ионный котел в контур, созданный специально под него;
  • при использовании в качестве теплоносителя антифриза, следует особое внимание уделить разъемным соединениям, поскольку его текучесть выше, чем у воды;
  • все трубы, образующие отопительный контур, стоит обернуть слоем теплоизоляции — эта мера облегчит задачу котла по выходу на оптимальный рабочий режим;
  • если группы отопительных радиаторов находятся на разных уровнях (этажах) здания, то более эффективным, хотя и менее выгодным экономически, будет установка независимых ионных котлов необходимой мощности на каждую группу.

Ионные (электродные) котлы не подходят для систем отопления вроде «теплый пол» или «теплый плинтус», поскольку температура циркулирующего в них теплоносителя не должна превышать 45°С — котел не сможет выйти на необходимую рабочую температуру.

Электродный котел — что это и как установить своими руками

Экология потребления.Усадьба:Бытовые отопительные котлы пополнились новыми моделями – электродными котлами Галан, отличающиеся очевидным преимуществом. В отличие от иных отопительных приборов, электродный котел не нуждается в согласовании на установку по действующим «Правилам».

Бытовые отопительные котлы пополнились новыми моделями – электродными котлами Галан, отличающиеся очевидным преимуществом. В отличие от иных отопительных приборов, электродный котел не нуждается в согласовании на установку по действующим «Правилам». Что представляет собой модели нового котла, и какие условия существуют для его собственноручного подключения?

Котлы Галан, принцип работы, технические характеристики и конструкция

Электродный котел отопления представляет собой ТЭНовую конструкцию, оснащенную материалами от европейского производителя. Напомним, что это сталь нержавеющая марки AISI 316L и нихромы с повышенной нагрузочной способностью, выдерживающие длительный рабочий цикл.

Принцип работы электродного котла галан заключается в пропускании электрического тока (электролиз) через специальный незамерзающий теплоноситель.

Электролиз и перенос тепла нагретого состояния электродов осуществляется при постоянном токе. Компактную конструкцию нагревательных блоков отличают небольшие габаритные размеры и вес котла в сборе. Теплоносителем отопительной электродной системы является антифриз.

технические характеристики электродных котлов

Основной технической характеристикой котла электродного является мощность.

Линейка электродных котлов представлена моделями Очаг, Гейзер и Вулкан.

Самым маленьким отопительным котлом является серия ОЧАГ, имеющая незначительную потребляемую мощность (от 2 до 6 кВт), предназначенную для обогрева площади 120, 230 и 280 куб.м.

Например, электродный котел галан очаг 3 имеет такие характеристики:

  • габаритные размеры: длина 275 мм, 35 мм, вес прибора менее 1 кг.
  • мощность 3 кВт позволяет обогреть помещение площадью 120 м3.

Модели ГЕЙЗЕР средней производительности обладают повышенной мощностью – 9 и 15 кВт с возможностью обогрева помещения площадью 340 и 550 м3. Габаритные размеры равны 360 и 410 мм, 130 мм, вес 5 кг.

Самыми мощными являются модели ВУЛКАН, обладающие мощностью 25, 36 и 50 кВт и предназначены для обогрева помещений от 830 до 1650 м3.

Линейный КПД электродного котла может достигать 96-98 %. По отношению к традиционному ТЭНовому, экономичность электродного котла составляет до 50% за счет способа непосредственного нагрева теплоносителя.

В процессе электролиза и при разогреве теплоносителя в котле повышается внутреннее давление до 2Атм. Нагретая вода выталкивается вверх, обеспечивая функции циркуляционного насоса. Кроме того, галан электродные котлы отличает наличие отопительной автоматики с простой системой управления прибором.

Особое внимание заслуживают многофункциональные блоки управления, предназначенные для осуществления определенного алгоритма работы нагревателей электрических. Установку и монтаж электродного котла без определенных знаний произвести собственноручно будет сложно.

Процесс монтажа сводится к установке непосредственно котла Галан, навесного оборудования, обвязке, подключению электроники и закачки в отопительную систему теплоносителя.

Комплект поставки

В комплект поставки электродного котла от производителя входят:

  • электродный блок мощностью от 3-50 кВт
  • силовой блок, включающий автомат защиты, модульный контактор и цифровой терморегулятор воды
  • цифровой терморегулятор по воздуху блок «климат-контроль».

Навесное оборудование (расширительный бак и насос) в комплект поставки не входят, поэтому их параметры предварительно рассчитывают, а оборудование приобретают отдельно.

Требования к отопительной системе

Чтобы обеспечить нормальное функционирование отопительной системы необходимо соблюсти ряд требований:

  • предполагаемая система отопления должна быть двухтрубной закрытого типа с мембранным расширительным баком (характеристики по объему 1/10L)
  • котел монтируют вертикально, не превышая уровень радиаторов
  • при обвязке котла рекомендуется соблюдать соотношения диаметров блока котельного (Ø 32), стояка Ø32 (1″/1/4), магистрали (Ø 25), выводов на радиатор (Ø 20).

Для подключения в отопительную систему рекомендованы чугунные, алюминиевые и биметаллические типы радиаторов, а также система регистров с соблюдением стандартной комплектации и литража теплоносителя.

Обвязка электродного котла

Обвязке котла электродного подлежат следующие компоненты отопительной системы:

  • расширительный бак
  • насос циркуляционный
  • группа безопасности
  • краны обратки и фильтр грубой очистки
  • кран залива теплоносителя
  • кран слива теплоносителя из системы
  • кран подачи.

Перед монтажом и установкой электродного котла галан необходимо произвести расчеты компонентов отопительной системы. Мощность котла рассчитывают согласно площади помещения и высоты потолков, а также материала стен дома или квартиры. Затем определяют место будущей установки котла и разрабатывают схему и развязку магистралей, тип радиаторов.

Если планируется установить котел в существующую отопительную систему (в большинстве случаев), то расчет может быть ограничен правильной обвязкой и подключением силового блока и терморегулятора.

Производим монтаж котла Галан

Для монтажа котла Галан используют пластиковые трубы. В горизонтальной разводке необходимо создать уклон 3 градуса. Высота размещения вертикального стояка должна быть не менее 2 м над котлом. Электродный котел требует заземления с сопротивлением заземления 4 Ом.

После установки котла производят размещение расширительного бака и насоса циркуляционного. Запорные краны на магистрали трубопровода устанавливают после обратки и расширительного бака. Вентили устанавливают до и после радиаторной группы.

Как произвести монтаж котла и навесного стандартного оборудования, показано здесь.

Схемы подключения котла

Существует несколько схем подключения котла: базовая стандартная, параллельного подключения и подключения к системе теплый пол для номинального напряжения 220 и 380 В и множество других не менее интересных схем.

Самыми простыми считаются схемы подключения однофазного электродного котла или трехфазного электродного котла с электроникой управления, циркуляционным насосом и фильтром. Но какую бы схему вы не предпочли внедрить в жизнь, обязательным условием является заземление установки.

Например, для электродного котла галан очаг 3 с номиналом потребляемой мощности 3 кВт, согласно базовой схеме подключения, необходимо напряжение с частотой 50 Гц и максимальным током котла по фазам 13,7 А и пусковым током 5 А.

При этом подключение осуществляют с применением токопроводящей медной жилы провода сечением 4 мм2 и к отопительной системе с помощью муфты ДУ 32 мм.

Но электродный котел остался обыкновенным котлом, если бы в отопительной системе не присутствовали элементы управления с блоком измерения и регулировки рабочих параметров КРОС.

Электронное управление котлом

Электронное управление представляет собой прибор, оборудованный блоком датчиков, кабелем и интерфейсным штекером для подключения к стандартному интерфейсу RS232. Схематически электронное управление котлом (КРОС) состоит из контроллеров, регулятора мощности котла, электронного ключа управления циркуляционным насосом.

Различают контроллеры тока и контроллеры проводимости теплоносителя. Токовый контроллер ограничивает значение тока на рабочем уровне, заданном при запуске системы.

Контроллер проводимости выполняет функции определения состояния теплоносителя: отключает котел при достижении носителем тепла критического уровня проводимости или продолжает работу. Датчики проводимости и температуры носителя выносные.

Для монтажа кабелей блока управления используют провод сечением жил 0,12-2,5 мм2. Концы кабеля для управляющих цепей зачищают на 7-10 мм. Винты клемм ослабляют и устанавливают провода. Затягивать клеммы необходимо с усилием не более 2 Нм.

Произвести подключение блока управления поможет видео.

После монтаж и подключения в отопительную систему закачивают электролит и производят регулировку параметров нагрева. Для контроля силы тока в системе используют навесные клещи. опубликовано econet.ru