Принцип работы электродных отопительных котлов. Электродный котёл для отопления дома: схема работы и как сделать своими руками. История появления и принцип работы

В настоящее время, когда происходит интенсивное приобретение и строительство загородной недвижимости, многие обращают внимание на новую технику и технологии, которые помогут не только создать комфорт в доме, но и сэкономить денежные средства. Все большую популярность приобретает ионный электрический котел отопления, отличающийся от привычных котлов на ТЭНах.

Ионный или ТЭНовый котел. Что выбрать?

Ионный (электродный) котел и котел, работающий на ТЭНах, имеют отличия в способе нагрева теплоносителя в системе отопления и в качественных характеристиках, связанных с величиной обогреваемой площади и количеством энергии потребления.

В электродном котле теплоноситель (вода) нагревается теплом, выделяемым электрическим током, который протекает между двумя электродами (анодом и катодом). В обычном котле вода нагревается от тепло-нагревательных элементов (ТЭНов).

Как работает котел ионный электрический?

Появившиеся в результате расщепления молекул воды ионы, положительно и отрицательно заряженные начинают быстро перемещаться к аноду и катоду. При этом выделяется тепловая энергия, за счет которой и повышается температура теплоносителя.

Исходя из законов физики, вода в ионном котле, являясь проводником электрического тока между двумя электродами, нагревается этим током согласно известному из школьного курса закону Джоуля-Ленца. Закон позволяет дать количественную оценку теплового воздействия электрического тока.

На заметку любознательным

Закон Джоуля-Ленца гласит, что выделяемое тепло в калориях при постоянном токе можно вычислить по формуле:

Q=CI²Rt , где

C - электрический эквивалент тепла, I - сила тока, t - время его прохождения, R - электрическое сопротивление воды.

В процессе нагрева воды в ионном котле отопления ее сопротивление уменьшается, а электропроводимость увеличивается. Значит, происходит постепенное увеличение мощности. Можно сделать вывод, что ионный котел способен постепенно поставлять тепло. Потребляемая мощность будет зависеть от двух факторов:

температуры, которая устанавливается потребителем;
количества воды в системе.

Подогрев теплоносителя после включения происходит при 40-60% от номинального значения мощности. Как показывает практика, заданная температура может быть достигнута примерно в 4 раза быстрее, чем в .

Как работают ТЭНы?

Потребляемая мощность ТЭНового котла постоянна и не зависит от температуры воды в системе отопления. Подогревается вода до заданных значений значительно дольше, а расход потребляемой мощности максимальный. К тому же он превышает стартовую мощность ионного электродного котла на 40-60%.

Сравнительные характеристики

Результаты работы рассматриваемых типов котлов отопления сильно разнятся. Особенно наглядно это видно на представленной в таблице. Данные указаны для котлов с автоматической регулировкой температуры теплоносителя, которые установлены в помещениях, имеющих высоту 2,5 метра и обогреваемых до температуры 20̊ С.

				Котел с ТЭНами
Мощность		Обогреваемая площадь (м. кв.)	Потребление энергии (кВт/ч.)	Мощность		Обогреваемая площадь (м. кв.)	Потребление энергии (кВт/ч.)
3	1	50	0.5-0.7	3	1	30	1.1-1.4
5	1	80	0.9-1.2	5	1	50	1.6-2.1
9	3	120	1.8-2.3	9	3	90	3.0-3.9
25	3	350	4.5-5.5	25	3	240	8.5-10.1

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что при одинаковой мощности площадь обогрева при использовании ионного котла отопления больше, а расход электроэнергии значительно меньше, чем при использовании ТЭНового.

Сравнивая оба способа обогрева, нельзя не вспомнить о сроке службы котлов. Производители указывают, что ТЭН может прослужить от 3-х до 5-ти лет, случается, что эти цифры могут оказаться гораздо меньше, что связано с независящими от потребителя причинами. Большое влияние оказывает чистота и качество воды, заливаемой в , материал самих ТЭНов и корпуса котла, а также интенсивность использования. Образующаяся на ТЭНах накипь не позволяет им нормально охладиться, что и приводит к их сгоранию.

Лишены данного недостатка, так как полярность катодов в них постоянно меняется. Ионы меняют свое направление с частотой сетевого напряжения (50 колебаний в секунду). Даже накипь, образующаяся от неочищенной воды, не станет причиной поломки, она может лишь снизить мощность котла.

Как подобрать ионный котел?

Подбирают нужный по мощности прибор отопления, исходя из условия, что 1 кВт номинальной мощности может согреть помещение, имеющее площадь 20 кв. м, объем 60 куб. м, а количество воды в системе - 40 литров.

Это нужно знать!

Котел ионный электрический требует создания надежного заземления корпуса.
В сети котла не нужно устанавливать УЗО (устройство защитного отключения).

Достоинства и недостатки ионных котлов отопления

К очевидным преимуществам электродных котлов можно отнести следующие:

эффективность (нагрев теплоносителя происходит почти мгновенно, КПД приближается к 100%);
долговечность (не образуется накипь);
компактность, простота монтажа (габаритные размеры и вес котлов значительно меньше по сравнению с ТЭНовыми);
возможность автоматического регулирования (правильная настройка цифрового блока позволяет экономить около 40% потребления электроэнергии);
безопасность эксплуатации при правильно выполненном монтаже (если произойдет разгерметизация отопительной системы или возникнет утечка жидкости, прекратится движение ионов, и котел не станет работать);
отсутствие шума;
экологическая безопасность (отсутствуют продукты сгорания, не требуется запасать топливные ресурсы);
не требуется переоборудовать существующую систему;
не нужно согласовывать установку котла с органами котлонадзора;
не высокая цена.

Как любое оборудование, ионные генераторы тепла, наряду с достоинствами, имеют свои минусы:

подготовка воды, заливаемой в систему отопления (для воды задаются определенные параметры, которые необходимо строго выполнять);
нет возможности применения альтернативных типов теплоносителей (дистиллированная вода, масло, антифриз);
для создания нормальных условий работы котла необходима постоянная циркуляция жидкости в системе;
антикоррозийный материал электродов обеспечивает им долгий срок службы, тем не менее, требуется постоянно отслеживать их состояние, вовремя производя замену;
высокая стоимость электроэнергии.

Выводы

Ионный электрический котел отопления имеет минимальный вес и компактные размеры, что делает его установку простой и легкой. Для обогрева больших площадей имеется возможность создания системы с одновременным подключением сразу нескольких котельных агрегатов. Отсутствие необходимости получения разрешающих документов в надзорных органах и контроля со стороны инспекции котлонадзора также является положительным фактором, влияющим на выбор типа котла.

В заключении можно сказать, что при выборе отопительного оборудования для дома решение установить ионный котел является наиболее приемлемым, но не стоит забывать о том, что потребуется время для приготовления теплоносителя. Такая система обогрева станет надежным и экономичным источником тепла.

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 м 3), максимальная — 50 кВт (отопление помещений около 1600 м 3). 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).

В завершении

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.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру

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 электрические котлы.

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, котел «Галан» 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.

Электрические котлы делятся на три группы: ТЕНовые, индукционные и электродные (ионные). В последних не используются традиционные нагревательные элементы, а источник энергии - ионы воды (теплоносителя), быстро перемещающиеся между анодом и катодом. Непосредственный разогрев жидкости - исключительное преимущество технологии, а положительные отзывы специалистов об электродных котлах стимулируют рост их популярности.

Плавное нарастание потребляемой мощности, снижающее нагрузку на электрическую сеть.
Ускоренный разогрев воды.
Бесшумность работы.
Гибкость регулировки параметров.
Увеличенные сроки эксплуатации.
Значительные площади обогрева.
Высокий КПД.
Безопасность при исчезновении теплоносителя из системы.

Принципы функционирования и конструктивные особенности

При прохождении переменного тока через воду, ее молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы, стремящиеся к электродам противоположной полярности. Перемещаясь между анодом и катодом, частицы преодолевают омическое сопротивление жидкости, разогревая ее. С ростом температуры снижается плотность раствора, а потребляемая котлом мощность плавно нарастает. В теплоносителе всегда должна присутствовать определенная концентрация солей, создающая нужную удельную плотность, иначе возникнет эффект дугового пробоя. Поэтому в мягкую воду следует добавлять некоторое количество поваренной соли. Так как котлы питаются переменным напряжением, не происходит явление электролиза, а в системе не образуется накипь.

Конструкция электродного котла проста. Его корпус - цельная стальная труба, покрытая изолирующим слоем полиамида. На внешней части находится входной и выводящий патрубок для жидкости, а также клеммы подключения фаз, нуля и заземления. Внутри котла вмонтирован один или несколько электродов, закрепленных полиамидными гайками. Классический электродный котел - это цилиндр, шириной около 32 см, высотой 60 см и весом примерно 12 кг. Самыми бюджетными являются промышленные системы, применяемые в помещениях, площадью до 120 м². Наибольшую производительность имеют трехфазные котлы, способные отопить объем до 1600 м³. Устройства мощностью 9 кВт уже требуют подключения к 3-х фазной сети.

Мнения владельцев

«Практически все отзывы об электрическом котле Галан Очаг 3 кВт указывали на его низкое энергопотребление, качественный блок управления и невысокую цену, поэтому установил его у себя в квартире (площадь 45 м²). Результатом доволен, но рекомендую использовать в комплекте с циркуляционным насосом для теплоносителя Grundfos 25-40».

Григорий Тучемский, Киев.

«На даче (220 м²) смонтировал котел Обрий-15. Понравились отзывы о качественных блоках управления. Установил оборудование с теплообменником. Вода стала нагреваться быстрее, а оплата за электроэнергию снизилась примерно на 45 %. Если включать только ночью (по льготному тарифу), то экономия станет ощутимей».

Николай Яреськин, Ростов-на-Дону.

«С женой решили модернизировать систему отопления и установили котел Луч. У нас 2 этажа (площадь 150 м²), поэтому остановился на мощности 15 кВт. Залил теплоноситель, добавил соли по инструкции и отзывам владельцев, проверил токовыми клещами. В морозы (– 25 ºС) устройство потребляло до 1300 кВт, а в остальное время - намного меньше. Правда, в некоторых комнатах мы приглушали радиаторы».

Федор Рыбников, Пенза.

«Заменил газовый Vissmann 12, который использовал пять лет, на котел Галан Гейзер-9. В суровые зимы я расходовал значительное количество газа, а положительные отзывы о котлах Галан на сайте компании обещали до 30 % экономии. Стены дома - 50 см, утеплены. Квадратура - 95 м², высота потолков на первом этаже 2,8 м, на втором - 2,5 м. Сам готовлю теплоноситель. Котел окупил все вложения за пол года. Средний расход в месяц - 1400 кВт».

Виктор Зелинский, Хмельницкий.

«Установил у себя в доме (площадь 60 м², потолки 2,7 м) котел ION-6, о работе которого нашел много хороших отзывов. Благодаря встроенному климат-контролю, он включается 4 раза в сутки примерно на 40 мин. В комнатах поддерживается +23 ºС (на улице -2 ºС). За месяц нагорает от 300 до 350 кВт. Очень доволен».

Михаил Шубин, Ярославль.

Критерии выбора и особенности применения

Качество работы отопления определяется компенсацией тепловых потерь помещения. При этом электродный котел должен вырабатывать достаточно жидкости необходимой температуры. Устройство интеллектуального управления, анализируя эффективность работы системы и зная коэффициент теплопередачи радиаторов, меняет режимы функционирования, регулируя нагрев теплоносителя. По отзывам и советам мастеров, выбирать котел следует, исходя из параметров:

Для обогрева 1 м³ объема резервируют не менее 30 Вт нагревательного оборудования.
Его мощность не может быть ниже суммарных тепловых показателей всех панелей (секций) радиаторов.
На 1 кВт надо предусматривать не более 12 л циркулирующей воды.

Специалисты знают, чем хорош котел отопления: он легко встраивается в уже готовые системы. Правда, перед этим надо выполнить ряд профилактических мероприятий: промыть каналы движения жидкости и обеспечить ее надежную фильтрацию.