Особенности устройства и работы электродных котлов отопления: описание специфики конструкции, цены и отзывы

Модели электрокотлов

Принцип любого электрокотла – превращение электроэнергии в тепло. Электрические агрегаты не являются самыми экономически выгодными, но КПД их использования равен 95-99%, что достаточно хорошо для подобных узлов. Такие котлы подразделяются на три вида по типу теплоносителя. Поговорим о каждом из них более подробно.

Тэновый электрический котел

Электрические котлы отопления, снабженные ТЭНами, работают по принципу электрического чайника. Вода проходит через трубчатые нагревательные элементы – ТЭНы. Выступая в качестве теплоносителя, она проходит по всей системе отопления, циркулируя с помощью насоса.

Одним из преимуществ можно назвать его компактность, аккуратный внешний вид и возможность монтажа на стену. Процесс установки не вызовет особых затруднений, а эксплуатация комфортна и проста, благодаря датчикам терморегуляторам. Автоматика позволяет поддерживать нужный нагрев, ориентируясь на данные с датчиков, которые меряют температуру воздуха окружающей среды.

Теплоносителем может выступать не только вода, но и незамерзающая жидкость, благодаря которой не будет образовываться накипь на ТЭНах, которой не избежать, используя воду.

Внимание. Накипь, образованная на ТЭНах, ухудшает теплоотдачу и энергосберегающие свойства электрического котла отопления. Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость

Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности

Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость. Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности.

Электродный электрический котел

Принцип работы электродного электрического котла для отопления дома совершенно отличается от предыдущей модели. Нагрев жидкости происходит не нагревательным элементом. Электрод, установленный в корпусе, отдает жидкости электрический заряд, под действием которого молекулы расщепляются на отрицательно и положительно заряженные ионы. В теплоносителе происходит собственное сопротивление, что и обеспечивает интенсивный нагрев. Заливается в систему либо вода, либо специальный состав (подобие антифриза).

Данный вид электрического агрегата для отапливания дома совершенно безопасен, если произойдет утечка жидкости, он просто отключится. Электродный модели очень компактны (выглядит как небольшой цилиндр с патрубками), оборудованы датчиками замера температуры окружающего воздуха, управляются автоматикой.

Обслуживание данной модели сводится к замене электрода, так как они постепенно растворяются по мере работы, что ухудшает обогрев дома. Также нужно обязательно следить за исправной работой циркуляционного насоса, чтобы жидкость в системе не закипела. Правильная и эффективная работа электродного электрического котла для отопления частного дома возможна только с подготовленной водой – она должна иметь необходимое значение удельного сопротивления. Измерить их самостоятельно не всегда удобно и просто, как и подготовить воду. Поэтому, проще и надежнее будет купить специально предназначенную для работы в электродных котлах жидкость.

Электрический котел индукционный

Этот вид отопительного электрического агрегата для дома работает на основе индукционного нагрева жидкости ферромагнитными сплавами. Индуктивная катушка располагается в герметичном корпусе и не имеет контакта непосредственно с теплоносителем, который протекает по периметру устройства. Исходя из этого, в качестве энергоносителя для отопления дома может быть использована не только вода, но и антифризы. Данный электрический котел для отопления дома не оборудован нагревательным элементом или электродом, что улучшает его КПД. Также, отсутствие ТЭНов обеспечивает полную безопасность при эксплуатации. Этот вариант котла для обогрева дома не подвержен образованию накипи, практически не ломается и не течет.

Минусом индукционных моделей является лишь их более высокая стоимость и большие габариты. Но со временем проблема размера устраняется — на смену старым, приходят усовершенствованные модели.

Кроме данной классификации, электрические котлы для отопления частного дома разделяют на:

• одноконтурные (предназначены только для отопления всего дома);
• двухконтурные (обеспечивают не только отопление во всем доме, но и нагрев воды).

Также нужно выделить:

• настенные котлы;
• напольные котлы (производятся модели большой мощности).

Принцип работы

Отличаются это оборудование от других электрокотлов наличием открытых электродов, на которые подается ток от сети (переменный с частотой 50 Гц). Электроды помещены в воду определенного химического состава. При возникновении разницы потенциалов в электролите, которым является вода, ионы начинают двигаться. Из-за постоянной смены потенциалов на электродах движение заряженных частиц хаотичное. При движении ионов выделяется большое количество тепла, которое и нагревает теплоноситель (воду в данном случае).

Принцип действия электродных котлов основан на ионизации молекул электролита (воды) и выделении тепла при их движении к электродам

Конструкция нагревателя

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.

Как сделать своими руками?

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:

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.

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.

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

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.

Советы покупателю

Выбирая электрокотел для отопления частного дома, следует обращать внимание не только на отзывы и расход электроэнергии, но и на другие параметры. 1. Способ монтажа

В квартире или в частном доме небольших размеров оптимально установить котел в настенном исполнении. Выглядят они эстетично, аккуратно вписываются в интерьер жилища, и в то же время способны выдавать значительную температуру. Что касается напольных вариантов, то их можно отнести к промышленным или полупромышленным моделям. Это агрегаты для больших домовладений с мощностью от 24 кВт

Способ монтажа. В квартире или в частном доме небольших размеров оптимально установить котел в настенном исполнении. Выглядят они эстетично, аккуратно вписываются в интерьер жилища, и в то же время способны выдавать значительную температуру. Что касается напольных вариантов, то их можно отнести к промышленным или полупромышленным моделям. Это агрегаты для больших домовладений с мощностью от 24 кВт

1. Способ монтажа. В квартире или в частном доме небольших размеров оптимально установить котел в настенном исполнении. Выглядят они эстетично, аккуратно вписываются в интерьер жилища, и в то же время способны выдавать значительную температуру. Что касается напольных вариантов, то их можно отнести к промышленным или полупромышленным моделям. Это агрегаты для больших домовладений с мощностью от 24 кВт.

2. Способ подключения к электросети. Экономичные электрокотлы невысокой производительности включаются в обычную розетку на 220 В. А вот для агрегатов средней или повышенной мощности необходимо будет прокладывать трехфазную сеть на 380 В. Обычная сеть на 220 В такую нагрузку не потянет.

3. Количество присоединений. Здесь стандартная классификация: одноконтурные и двухконтурные модели. Первые исключительно для отопления, вторые плюс к этому еще и нагревают воду для водопровода.

4. И все же главный показатель – производительность. Она определяет расход электроэнергии и площадь обогрева. Стандартный минимум – 100 Вт на метр квадратный

Обратите внимание на такой момент: чем хуже теплоизоляция вашего дома, тем большей мощности котел придется покупать, и, соответственно, больше потом платить за электроэнергию

Еще несколько ориентиров. По силе тока следует ограничиться максимумом 40 А. Патрубки электрокотла – 1 ½ ″ и более. Давление – до 3-6 атмосфер. Обязательна функция регулировки мощности – не менее 2-3 ступени.

Обязательно поинтересуйтесь качественными показателями местной электросети – при падении напряжения до 180 В по вечерам, импортная модель даже не включится.

Прежде чем покупать электрокотел на 10-15 кВт и выше, узнайте – потянет ли трансформатор, от которого запитан дом. А то потом придется прокладывать к своей усадьбе дополнительную линию.

Что касается конкретных моделей, то самые популярные – импортные, так как они при минимальной мощности обеспечивают высокую производительность. Среди самых покупаемых, по отзывам продавцов, такие:

• настенный, одноконтурный Tenko KEM, 3.0 кВт/220В, стоимость в районе 45-55$;
• настенный, одноконтурный UNIMAX 4.5/220, стоимость 125-200$;
• настенный, одноконтурный Ferroli LEB 12, 12 кВт, цена – 350-550$;
• настенный, одноконтурный Protherm Skat 9K, 9 кВт, стоимость 510-560$.

Как осуществляется нагрев

Чтобы определиться с выбором отопительного оборудования, необходимо четко представлять, как работает тот или иной котел. В агрегатах компании Галан нагрев теплоносителя осуществляется за счет прохождения через тэны электрического тока. В отопительном оборудовании другого типа нагрев теплоносителя осуществляется путем нагрева самого тэна. Это не совсем экономично. Как показывают отзывы владельцев, контакт с теплоносителем происходит через подключенные к тэнам электроды, которые находятся под напряжением.

В электрокотлах Галан электроды меняются полюсами около 50 раз в течение секунды. Подключены эти детали к переменному напряжению. Благодаря быстрой и попеременной смене полюсов, ионы теплоносителя, находящиеся в разряженном состоянии, начинают хаотично перемещаться. Иными словами, в различных направлениях. Подобные колебания всегда сопровождаются высвобождением достаточно большого количества энергии. Это явления вызывает повышение температуры. При этом участие нагревательного элемента необязательно.

Как показывают отзывы, ионизационная камера является основным элементом отопительного оборудования Галан. Именно здесь и протекает базовый нагрев. Сама по себе камера небольшая по размерам. Стоит отметить, что при резком разогреве теплоносителя происходит повышение давления почти до двух атмосфер. Это позволяет нагревателю выполнять функции не только основного нагрева, но и насоса.

Можно ли сделать котел своими руками

Устройство можно сделать самостоятельно, используя чертеж. Сварочных работ потребуется немного.

Основные компоненты:

1. Бесшовная труба из металла диаметром 57 мм с внутренней резьбой.
2. Термостойкое покрытие.
3. Патрубки для входа и выхода теплоносителя диаметром 32 мм с наружной резьбой.
4. Боковые заглушки из металла.
5. Внутренний электрод диаметром 25 мм.
6. Присоединительные клеммы (резьба М6), с помощью которых подключается нулевой провод и заземление.
7. Резиновые или паронитовые прокладки.

Резьбовые заглушки можно заменить металлическими кругами, но для этого понадобятся навыки сварщика и специальное оборудование. Кто-то вместо заглушки ставит патрубок, что позволяет сделать выход теплоносителя вверх. Электрод, расположенный внутри, следует изолировать от корпуса. Для этого используется фторопластовая втулка.

Котел может быть улучшен и модернизирован с помощью подручных материалов. Нежелательно в ходе сборки использовать разные металлы, иначе образуется гальваническая пара, то есть на одном электроде появится накипь.

Сборка выполняется по следующей инструкции:

1. Размечаются и отрезаются трубы для корпуса и патрубков. Они должны иметь выборки сферической формы. Это позволит обеспечить плотное прилегание к корпусу цилиндрического вида. В теле просверливаются отверстия, где будут привариваться патрубки.
2. Нарезается резьба. Для этого используются специальные метчики и плашки. Если под рукой материалов и инструментов нет, придется обращаться в токарную мастерскую. Там же вытачиваются заглушки, фторопластовые втулки и внутренние электроды.
3. К поверхности корпуса привариваются патрубки и клеммы, к ним будут подсоединяться провода.
4. Электрод закрепляется в заглушке и вставляется в котел.
5. Для окраски готового изделия подойдет эмаль, выдерживающая температуру до +120 градусов по Цельсию.

Еще один способ сборки недорогого котла.

С одной стороны в муфту вставляется электрод, а с другой ставится заглушка.

Для корпуса котла понадобятся тройник и металлический бочонок с внешней резьбой.

Сверху осталось закрепить диэлектрическую вставку.

После завершения работы проверяется проницаемость сварных швов. Простого заполнения системы водой будет недостаточно, ведь уровень рабочего давления достигает 2 бара. Швы очищаются от шлаков и покрываются мыльной пеной. Далее при помощи компрессора внутри котла создается давление, и если сварной шов некачественный, то на его поверхности образуются пузырьки.

Схема последовательности подключения элементов выглядит следующим образом:

1. Электроустановка.
2. Предохранительный клапан, манометр и воздухосбрасыватель.
3. Шаровой кран.
4. Отопительные приборы.
5. Расширительный бачок.
6. Кран для опорожнения.
7. Фильтр сетчатого типа.
8. Насос.

На последнем этапе подключают провода электропитания и заземления, систему заполняют водой и производят настройку оборудования. Корректируя состав теплоносителя, котел выводят на необходимую мощность. Можно использовать обычную водопроводную воду, но в ней содержатся вредные включения, вызывающие накипь на электродах. Оптимальный вариант — сначала заполнить систему дистиллированной водой.

Для осуществления настройки понадобиться воспользоваться токовыми клещами или амперметром, а также содой, шприцем и емкостью для размешивания. Ориентировочная мощность котла, сделанного своими руками, 4 кВт, поэтому сила тока в цепи должна быть 4000 Вт / 220 В = 18 А. Амперметр подсоединяют к проводам, после чего котел включается и производится нагрев воды. В то же время подготавливается содовый раствор в пропорции 1 к 10 и добавляется в систему при помощи шприца.

После включения котла показания сначала будут меньше 18 А. Далее в теплоноситель потихоньку нужно добавить раствор соды

Важно, чтобы система заранее была прогрета. Если в качестве теплоносителя используется дистиллированная вода, процесс может занять немало времени

При показаниях на приборе 16–17 А доливка прекращается. Рейтинг настенных газовых котлов двухконтурных по надежности читайте у нас на сайте.

Плюсы электродных котлов

Очевидные достоинства электродных агрегатов перед другими приборами отопления:

• Высокая производительность – КПД электродных котлов составляет 96%.
• Экономия электроэнергии – для обогрева дома оборудование затрачивает на 40% меньше электроэнергии, нежели другие электрические агрегаты.
• Безопасность – прибор сконструирован таким образом, что полностью исключается малейший риск утечки электричества. Тут невозможны искрения и прочие негативные явления, поэтому домочадцы защищены от пожарных ситуаций.
• Оперативность нагрева – благодаря высокой мощности агрегата, обеспечивающейся за счет отсутствия каких-либо барьеров в процессе перемещения тепла к энергоносителю, система отопления нагревается за короткий временной промежуток.

Электродный нагреватель

• Отсутствие накипи – ток проходит через носитель с частотой 50 Герц, поэтому электролиз здесь невозможен, что и уберегает внутренние стенки котла от накипи.
• Легкость установки – электродные модели отличаются компактными габаритами и не требуют дымохода или котельной, поэтому их монтаж можно выполнить своими руками.
• Удобство эксплуатации – прибор работает бесшумно и без образования каких-либо загрязнений: будь-то копоти или золы.

Монтаж и эксплуатация

При установке электродного котла основным условием является наличие работающих автоматических воздухоотводчиков, манометра и предохранительного клапана. Запорная арматура должна находиться около расширительного бака.

При установке необходимо проследить, чтобы бак был в вертикальном положении. При этом первые 1,2 м трубы должны быть из металла, остальные же могут быть сделаны из любого материала.

Датчики климатического контроля и терморегуляционной системы лучше всего не устанавливать самостоятельно, а доверить эту работу специалистам.

Особенности монтажа ионных котлов

Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.

Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.

Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.

Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя

Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.

Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.

Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:

• В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
• Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
• Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование

Сложности при эксплуатации

Фирменный теплоноситель производителя Галан. На момент написания статьи стоимость такой канистры порядка 2 200 руб.

1. Грамотная эксплуатация согласно требованиям подразумевает использование качественного теплоносителя со сбалансированным химическим составом и всеми качествами электролита. Производители рекомендуют использовать специально подготовленные для этих целей жидкости, обладающие хорошей ионизацией, достаточной теплоемкостью и антикоррозийными свойствами.Залить в систему отопления обычную водопроводную воду возможно, но обычно это приводит к снижению КПД, быстрой коррозии всех металлических магистралей отопительной системы. Кроме того, со временем любой теплоноситель теряет свои свойства и требует замены спустя 3-4 года, что также вызывает дополнительные хлопоты и расходы.
2. Как мы уже упоминали, воздействие электрического тока на черные металлы и нержавеющую сталь существенно ускоряет процесс коррозии, что снижает ресурс системы отопления. Поэтому в связке с электродными котлами в принципе не рекомендуется установка стальных или чугунных радиаторов – только алюминиевые или биметаллические. В противном случае ресурс радиаторов снижается в прямом смысле в несколько раз.
3. Фазы электрической сети подключаются к электродам, а ноль – к корпусу электрокотла, поэтому обязательно требуется надежное повсеместное заземление и установкой УЗО ограничиваться не рекомендуется. При некачественном заземлении на трубах и батареях может появиться опасный потенциал. Кроме того необходимо убедиться в качестве проводки в доме, поскольку оборудование высокой мощности создает серьезную нагрузку на электросеть, вызывает колебания напряжения. Впрочем, это не особенность ионных электрокотлов, а в целом любого электрооборудования мощностью от 4-6 кВт.

Принцип работы

В основу работы ионного электрокотла положены физические законы, благодаря которым теплоноситель прогревается не из-за воздействия нагревательного элемента извне, а по причине распада своих же молекул на разно заряженные ионы.

Происходит это следующим образом. В ёмкость с теплоносителем (водой) устанавливают два электрода и подают электрический ток. Под его воздействием молекулы воды делятся на ионы (положительные и отрицательные). Во время этого процесса и выделяется тепловая энергия. Таким образом, вода выступает сразу в двух качествах: как теплоноситель и нагревательный элемент. Причём нагрев происходит практически моментально. Сами электроды не нагреваются и не нагревают теплоноситель. Температура жидкости поднимается за счёт происходящих в ней физических процессов.

Особенности работы

Электродные электрические котлы работают благодаря физическим законам. Для нагревания теплоносителя здесь не используются никакие нагревательные элементы: их заменяет явление распада молекул воды на разнозаряженные ионы. Бак с теплоносителем оснащается парой электродов, подключенных к электрическому току частотой 50 Гц. В результате происходит деление молекул воды на положительные и отрицательные ионы.

По ходу процесса разделения образуется тепловая энергия. Благодаря тому, что каждый из заряженных ионов двигается к определенному электроду, происходит моментальное нагревание воды (этому способствует ее высокое сопротивления). Кроме того, такая система характеризуется полным отсутствием процесса электролиза, что уберегает металлические стенки от образования накипи. Можно без преувеличения сказать, что электродный котел является практически вечным прибором.

Сложности при эксплуатации

В процессе использования потребитель может столкнуться с некоторыми проблемами, характерными для электродных нагревателей:

Важную роль играет качество теплоносителя. От этого зависит срок службы изделия и надежность эксплуатации. Использование водопроводной жидкости может привести к повышенной коррозии металлических трубопроводов и радиаторов и уменьшению КПД. Производители рекомендуют владельцам электродных котлов использовать готовые составы, обладающие необходимыми физико-химическими характеристиками

Жидкость со временем меняет свои свойства, поэтому через 3-4 года требуется заполнение системы свежим теплоносителем.
Необходимо уделить внимание обеспечению электробезопасности агрегата. Корпус прибора подключается к нулевому кабелю, фаза — к электродам

При монтаже обязательно должно быть предусмотрено заземление. Электрокотлы создают большую нагрузку на сеть, поэтому перед установкой отопительного прибора следует удостовериться в надежности проводки во всем помещении.
Под постоянным воздействием тока ускоряются процессы электрокоррозии стали и чугуна, что в несколько раз сокращает срок службы системы. Использовать с электродными агрегатами следует алюминиевые или биметаллические коммуникации и радиаторы. Чтобы обеспечить теплом дачу или дом, требуется убедиться, что элементы отопительной системы изготовлены из рекомендованных материалов.