Принцип работы и достоинства электродных котлов отопления

Электродный котел представляет собой один из вариантов организации электрического отопления. Обычно его применяют для обогрева частных, дачных строений.

электродный котел

Главная особенность такого агрегата – замена нагревательного элемента в виде ТЭНа на блок электродов, которые непосредственно нагревают теплоноситель. Это дает положительный эффект для увеличения таких основных показателей теплогенераторов на электричестве, как максимальный срок эксплуатации и производительность.

Электродный котел в отличие от обычных электрических или газовых теплогенераторов, является агрегатом непосредственного действия. То есть, для нагрева теплоносителя в нем используется специальный нагревательный блок из электродов.

Причем нагрев происходит не по причине протекания воды возле «горячих» стержней, а потому, что посредством их, электрических ток проходит непосредственно через теплоноситель, вызывая тем самым в нем беспорядочное движение ионов с частотой 50 герц.

В процессе их движения, они массово сталкиваются, и как следствие, вода становится горячей. Степень ее нагрева по отношению к затраченной на это энергии в значительной степени определяется особенностями состава жидкости. Но в любом случае, такой агрегат на 40% экономичнее по сравнению с аналогичными устройствами, работающими от электросети.

Такие агрегаты классифицируются по нескольким параметрам:

  1. Мощность.
  2. Схема размещения теплоносителя.
  3. Ток питания – одно- или трехфазный.
  4. Одно- или двухконтурная схема отопительной системы.

По мощности, такие устройства могут варьироваться от 2 до 50 кВт, с учетом того, что агрегаты до 6 кВт применяются только в частных строениях объемом не более 80 кубических метров, и работают от обычной однофазной сети. Агрегаты повышенной мощности, потребляющие более 9 кВт и способные обогреть задания объемом до 1600 кубических метров, запитывают только от трехфазных сетей.

Теплоноситель в электродных контурах можно разогревать только до 75 градусов по Цельсию, иначе оборудование начинает потреблять повышенную мощность, снижая свою эффективность.

По способу размещения теплоносителя, котлы подразделяются на закрытые и открытые. Первые нуждаются в монтаже на контуре расширительного бака и циркуляционного насоса, который обеспечит движение воды в системе. Вторые, подразумевают естественное течение теплоносителя без дополнительного оборудования.

Схема построения всех электродных систем включает в себя трубу из металла, имеющую внутренне диэлектрическое покрытие, например, полиамидное, вваренные в нее патрубки на ввод и вывод теплоносителя, клейма питания, заземления и, наконец, вставленный с одной из одной из сторону трубы блок электродов, зафиксированный опять же на полиамидных изолирующих гайках.

Противоположная сторона баллона при этом просто наглухо запаяна.

Принцип работы

принцип работы электродного котла

Принцип действия таких систем предусматривает использование в качестве проводника тока обычной воды, прошедшей предварительную подготовку, которая заключается в насыщении ее солью. Требуемая ее концентрация определена в паспорте каждого конкретного агрегата.

Так как ток протекает и по электродам, и по воде, в которой они находятся, такую установку нельзя подключать через УЗО, что существенно снижает электростабильность всей системы. Течение тока через воду создает электролиз, способствующий накоплению в теплоносителе соответствующего газа, который осложняет работу системе и требует периодического выпуска из отопительного контура.

В случае утечки теплоносителя из контура, замыкание не произойдет, так как цепь из жидкости оборвется. В процессе пуска котла, возникает скачек напряжения, что требует автономного подведения питания к нему.

В процессе нагрева воды, ее электролитическое сопротивление уменьшается, поэтому перед работой требуется правильная ее подготовка и проверка содержания соли. Если же возникнет существенное уменьшение сопротивления теплоносителя в контуре, может случиться электродуговой пробой, последствия которого сравнимы с коротким замыканием.

Преимущества и недостатки

электродный котелПлюсы:

  1. КПД благодаря принципу работы и минимуму деталей, приближается к 95-98%.
  2. Высокая экономичность, благодаря малым затратам энергии на прогрев и поддержание температуры теплоносителя до 75 градусов.
  3. Крайне низкий шанс возникновения аварийной ситуации, которую бы не могла предупредить автоматика, вода является продолжением электроцепи, поэтому даже при прорыве трубы и утечке теплоносителя, контур сам разомкнется и сразу прекратит нагрев.
  4. Малое время реакция теплового контура на изменение настроек, очень быстрый прогрев до необходимой температуры.
  5. Устойчивость к внезапным перепадам напряжения в электросети, которые могут привести лишь к временному падению мощности устройства, но не выключат его совсем.
  6. Простота установки.
  7. Минимальные размеры и масса в сравнении с аналогичными устройствами других типов, позволяют использовать их в условиях ограниченного пространства частного дома или дачи.
  8. Простота эксплуатации.
  9. Экологичность.

Минусы:

  1. Повышенные требования к качеству воды в контуре, так как образование накипи или недостаточное количество в ней соли могут существенно снизить ее проводимость, а значит и мощность всей отопительной системы.
  2. В качестве питания использует только переменный ток электросети, так как постоянный ток вызывает электролиз воды, а значит, при перебоях с электроснабжением — не будет работать, так как не может быть запитан от аккумуляторной батареи.
  3. Нормы электробезопасности в обязательном порядке требуют заземления, так как при пробое изоляции, шанс получить удар током значительно выше, чем у тэновых устройств.
  4. Подогрев теплоносителя до температуры больше 75 градусов негативно сказывается на его эффективности, и в этом случае, он начинает чрезмерно потреблять электроэнергию.
  5. Воздух, попавший в камеру с электродами, может послужить катализатором коррозийных процессов в ней, в разы сократив сроки эксплуатации оборудования.
  6. Вода из одноконтурной системы непригодна для домашнего пользования, так как насыщена свободными ионами.
  7. Для технически правильной эксплуатации требуются некоторые знания по электротехнике, которые помогут определять и контролировать оптимальное значение электропроводности воды в контуре в процессе его эксплуатации.

Стоимость и отзывы

электродный котел

Сегодня большинство ионных агрегатов продаются по цене, напрямую зависящей от объема, мощности и экономичности устройства. Цена на наиболее доступные и популярные модели колеблется в районе 40000-10000 рублей.

Отзывы владельцев:

Валерий, г. Владимир: «Используем электроотопление дома в течение 3 лет. Сначала сомневались, боялись и не хотели ставить, ток ведь идет прямо через воду, что казалось крайне небезопасным. Но почитав отзывы и, проконсультировавшись с электриком, поняли, что беспокоится не о чем, все предусмотрено самой конструкцией агрегата.

Вторым вопросом была необходимость использования специального теплоносителя с определенны сопротивлением, но оказалось, что это просто очищенная вода с определенным сочетанием соли и если нет возможности ее сделать самому, ее всегда можно купить в специализированном магазине по доступной цене.

Теперь конкретно. Во-первых, энергопотребление по сравнению с тэновым агрегатом сократилось на четверть, при том, что тепла стало больше. Во-вторых, в старых устройствах нужно было ежегодно менять тэн, так как вода у нас с большим содержанием взвесей, которые оседали на нем, выводя его из строя.

В-третьих, на прогрев всех помещений в доме до приемлемой температуры с момента запуска устройства нужно ждать не целый день или ночь, а всего несколько часов. В общем, устройство надежное, экономичное и эффективное, но, к сожалению, для его работы нельзя использовать воду из-под крана».

Виктор, г. Новгород: «Я построил небольшой дачный домик и в качестве эксперимента для отопления выбрал ионный вариант отопления. Устройствами типа бойлеров и тэнов я уже пользовался, на их нагревательном элементе постоянно оседает накипь, и они выходят из строя чуть ли не ежегодно.

Новым агрегатом пользуюсь уже пару лет и вроде все в порядке. В монтажной компании мне сказали, что там и ломаться-то нечему, электроды находятся в замкнутом контуре без доступа воздуха, а теплоноситель заливается только специальный, так что накипи неоткуда и взяться.

Крайне полезной особенностью этого раствора является то, что он не замерзает в трубах даже в заморозки при выключенном отоплении, когда я в городе. Поэтому я экономлю и на самой системе, она компактная и экономичная, и еще и включаю ее только несколько раз в месяц в основном в выходные, когда приезжаю на дачу.

Павел, г. Кострома: «Долго думал, смотрел описания, отзывы и, наконец, купил электрический блок с электродами. Модель подбирал для обогрева дома площадью 40 метров квадратных и мне посоветовали агрегат на 3 кВт. С монтажом и подключением не было никаких проблем.

В комплекте к устройству шел автоматический регулятор климат контроля, так что раз настроив его на комфортную температуру в доме, я и забыл о его существовании. По счетчику, за месяц у меня тратится примерно 450-500 кВт электроэнергии, но это с учетом водонагревателя на 1,5 кВт, электрической плиты и прочих приборов. Меня все пока что устраивает, и если верить гарантии на агрегат, будет устраивать еще очень долго».

При условии изначально правильного расчета схемы ионного отопления, ее качественной установке и эксплуатации строго по инструкции, такая система превосходит аналогичные по экономичности, удобству, эффективности, безопасности и надежности, которые остаются на очень высоком уровне и полностью удовлетворяют запросы пользователей.

Требования к установке и эксплуатации

схема подключения котла

  1. Установка такой системы требует монтажа вместе с ней автоматических воздухоотводных каналов, предохранительного клапана и манометра. За расширительной емкостью фиксируют запорную арматуру.
  2. Котел, из-за особенностей своей работы, фиксируется только вертикально на собственное крепление.
  3. При конструировании и монтаже такого агрегата, для его заземления применяется провод из меди толщиной от 4 мм и сопротивлением до 4 Ом. Его соединяют с нулевым клеймом, которое чаще всего находится на дне котла.
  4. До монтажа самого теплогенератора, необходимо обязательно промыть отопительный трубопроводный контур, используя воду с добавлением особых средств. Если же этого не сделать или залить в нее сразу теплоноситель плохого качества, содержащий примеси, взвеси и прочие посторонние элементы, эффективность ее нагрева котлом значительно снизится, а расходы на электроэнергию вырастут.
  5. Выбирая радиаторы для системы отопления, необходимо соотносить их с общим ее объемом, включающим весь литраж не только радиаторов, но и труб. Оптимальным соотношением является 8 л объема на 1 кВт мощности теплогенератора. При превышении этого порога, агрегату для нагрева теплоносителя придется дольше работать в активном режиме, а это увеличивает его энергозатраты.
  6. Обустраивая отопление на электродах необходимо применять алюминиевые или биметаллические сплавы, так как в других материала больше примесей, снижающих электропроводность теплоносителя. В схеме системы открытого типа, необходимо монтировать радиаторы с полимерным внутренним покрытием, препятствующим попаданию воздуха и замедляющим их коррозию. Это не относится к контурам закрытого типа.
  7. Применяя электродный теплогенератор, следует отказаться от монтажа чугунных радиаторов, содержащих разные примеси, что сказывается на его эффективности. Кроме того, чугунные элементы больше по объему, а значит, потребление электричества при их нагреве будет больше.
Выбирая электродно-ионизирующую систему, как и любую другую отопительную систему, прежде всего, основываются на ее мощности, которая должна соответствовать особенностям строения. К ним относится общая площадь и объем отапливаемых в нем помещений, объем теплоносителя в контуре и возможности и ограничения электросети.

На практике, каждый кВт мощности такого теплогенератора способен дать тепло в помещение площадью не больше 20 квадратных метров и объемом до 60 метров кубических при 40 литрах теплоносителя в отопительном контуре. В случае выбора двухконтурной системы отопления, мощность возрастает на четверть.

Как сделать своими руками?

электродный котел в разборе

Перед тем, как приступить к непосредственной сборке ионного теплогенератора своими руками, необходимо взять в расчет несколько важных нюансов этого процесса:

  1. Котел, прежде всего, должен быть надежно заземлен, так как такая установка обладает повышенной вероятностью поражения током человека при ее эксплуатации.
  2. Провод на ноль из розетки питания такого агрегата замыкается только на внешнюю трубу.
  3. Фаза питания подключается только к самим электродам.

Материалы, которые понадобятся:

  • аппарат для сварки;
  • труба из стали соответствующей длины и сечения;
  • один или набор электродов;
  • замыкающие клейма для проводов на ноль и заземления;
  • изолирующие клейма и электроды материалы;
  • муфта и металлический тройник;

Монтаж:

  1. Технология собственноручного монтажа этого агрегата достаточно проста. В трубу из стали длиною примерно 250 мм и диаметром от 50 до 100 мм, который зависит от мощности блока с электродами, с одной из ее сторон при помощи тройника монтируются электроды. Также, через тройник будет происходить и движение теплоносителя. Противоположный же конец трубы оборудуется муфтой для соединения с разводящими трубами и радиаторами.
  2. Электрод устанавливается в один из патрубков тройника на изолятор, который в то же время герметизирует конструкцию котла. В качестве него выбирается один из вариантов термостойкого пластика. Для обеспечения герметичности и разъемности за счет резьбовых соединений тройника и электрода, изолирующий элемент лучше всего заказать в токарной мастерской по соответствующим размерам.
  3. На корпус теплогенератора, выполненный из стальной трубы, приваривается болт для закрепления на нем клейм нулевого провода и заземления. Для надежности, конструкцию иногда дублируют еще одним болтом. Все элементы теплогенератора собранного своими руками, можно закрыть декоративным коробом, который еще и защитит людей от поражения током в случае пробоя внутренней изоляции. Такое ограничение прямого соприкосновения с металлическими деталями корпуса котла крайне важно для обеспечения безопасности.
После установки устройства, его изоляции, подключения к разводным трубам с радиаторами и установки заглушек на патрубках, производят заполнение системы чистой водой с приблизительным содержанием соли и подключают агрегат к сети для тестового пуска. Содержание соли в воде регулируют таким образом, чтобы добиться оптимального ее сопротивления току измеряемое в Омах.

Блиц-советы

электродный котел отопления

  1. Организуя отопление помещения при помощи агрегата на электродах, можно сэкономить трижды: во-первых, на эксплуатации самого устройства благодаря его экономичности; во-вторых, на его установке, выполнив ее самостоятельно, следуя простым инструкциям и, в-третьих, соорудив его из собственных деталей. Второй и третий варианты позволяют сэкономить до половины затрат на сооружение отопительной системы, но не предусматривают гарантий на работоспособность и эффективность оборудования.
  2. Для отопления больших по площади зданий, имеющих несколько этажей, рекомендуется использовать не 1 сверхмощный дорогой теплогенератор, а 2 или 3 устройства, соединенных между собой в 1 систему отопления.
Оставить комментарий

очиститьОтправить