В этой статье мы поговорим о ионных котлах отопления. Как работает котел, конструкция и монтаж. Обсудим преимущества и недостатки отопления дома при помощи ионного котла.

Зачастую обогрев электричеством является единственно приемлемым вариантом поддержания необходимой температуры в доме, рабочей мастерской, помещении для сельскохозяйственных животных. И решение вопроса не оставляет потребителям вариантов. Всем известные котельные агрегаты с ТЭНами стали наиболее распространенным оборудованием для отопления небольших по объему зданий и сооружений. В трубчатых электронагревателях, установленных в рабочем объеме котлов, под действием электрического тока нагревается элемент с высоким сопротивлением, передающий полученное тепло ограждающей его трубке и затем самому теплоносителю. Под действием разницы температуры и давления происходит перемешивание слоев теплоносителя и прогрев всего объема.

Создатели первых образцов ионных котлов отопления взглянули на этот вопрос под другим углом: можно ли упростить сложный процесс нагрева жидкости, убрав из системы всех посредников? Достаточно поместить в водный объем электроды и присоединить каждый к сети переменного тока, используя жидкость как электропроводник.

Немного истории

Первоначально ионные котлы отопления были разработаны для установки на подводных лодках Советского Союза. Более семидесяти лет назад отопительное оборудование такого типа было оптимальным вариантом безопасного и экономичного отопления герметичных отсеков военных субмарин с дизельными двигателями. Оно отличалось компактными размерами и высоким КПД, не издавало шум и не требовало сооружения вытяжной системы как в случае использования агрегатов на углеродном топливе. Главное - теплоносителем могла быть обычная вода из моря, ее не надо было опреснять.

Первая модель для бытового использования была запатентована инженерами-техниками Кунковым Д.Н. и Ильиным А.П. в 1995 году. К тому времени заказы для оборонной промышленности существенно сократились, и потребность поставки специализированных отопительных котлов для подводных лодок сошла на нет.

Как работает ионный котел отопления

В отличие от ТЭНов, где процесс нагрева теплоносителя осуществляется через разделяющую стенку, в ионных котельных агрегатах температура теплоносителя повышается благодаря перемещению ионов последнего под действием переменного тока. На электроды, помещенные в рабочий объем теплоносителя, подается переменное напряжение частотой 50 Гц. Единственным путем прохождения электрического тока является теплоноситель, ионы которого начинают притягиваться к противоположно заряженным элементам. Отрицательные ионы - анионы - стремятся к «положительному» катоду, положительные ионы - анионы - к аноду. Перемещение возможно благодаря электрическому полю, создаваемому работающими электродами котла. Переменность электрического поля создает хаотическое движение ионов в теплоносителе, вода начинает быстро разогреваться, при этом не создается условий для электролиза (разложения на составляющие). Электроды в ионных котлах не являются нагревательными элементами.

Неравномерное разогревание слоев объема теплоносителя вызывает естественное перемешивание. Более теплые массы поднимаются, вытесняя вниз более холодные. Возникает циркуляция - движущая сила работы всего контура теплоснабжения.

Ионизация возможна лишь в растворах электролитов (жидких средах с наличием солей) и исключена в дистиллированной воде, ведь первоначально в таких котлах использовали морскую воду. Показатель омического сопротивления среды не должен быть более 3 кОм (при 15 о С). Отсутствие солей в теплоносителе попросту не позволит создать электрическую связь между противоположно заряженными электродами.

Взгляд внутрь - описание конструкции электродного котельного агрегата

Конструкция агрегата проста и надежна. Корпус ионного котла имеет цилиндрическую форму и выполнен из стальной цельнотянутой трубы, снаружи покрыт полиамидным материалом. Применение данного вида внешней изоляции обусловлено высокой прочностью и жесткостью покрытия, его высокими эксплуатационными и электроизоляционными качествами. Присоединение котла к системе теплоснабжения предусмотрено через вводной и выводной патрубки.

Нагревательными элементами котлов являются электроды из специального сплава, надежно изолированные от корпуса резиновыми прокладками. В однофазных котлах установлен один электрод, в трехфазных, соответственно, три. Присоединение к электросети выполняется через клеммную коробку, для защитного заземления в нижней части котла предусмотрена клемма заземления. Все элементы конструкции котла обеспечивают высокую защиту от токовой утечки.

Габариты котла имеют небольшие по сравнению с ТЭНовыми моделями размеры. Длина и диаметр агрегата не превышают 600 мм и 320 мм соответственно. Вес котла без теплоносителя не превышает 12 кг. Электродные котлы выпускают с диапазоном мощностей от 2 до 50 кВт, что позволяет отапливать от 80 до 1600 куб. м. Мощность однофазных моделей не превышает 6 кВт, трехфазные котлы выпускаются мощностью от 9 кВт и выше.

Для управления работой электродного котла устанавливается система контроля, позволяющая точно настраивать и автоматически управлять схемой теплоснабжения объекта. В состав контроллера входят:

- блок защиты от перепадов напряжения в питающей сети,

- терморегулятор,

- блок магнитного пускателя.

Более дорогие модели оснащены функцией удаленного управления по каналу GSM.

В отличие от нагревательных котлов с ТЭНами ионные котлы менее инертны, оперативнее реагируют на изменение настроек. Применение контроллера позволяет максимально быстро регулировать температуру теплоносителя в контуре и, следовательно, обеспечивать более экономичный режим работы.

Котельный агрегат выходит на свою номинальную мощность при достижении температуры теплоносителя в рабочем объеме агрегата 75 о С. При более низких температурах энергопотребление агрегата ниже, так как токовая проводимость в холодной среде снижена. При этом, указанная температура является оптимальной для продолжительной и экономичной работы, ее превышение существенно повысит электропотребление системы в целом.

Установка ионного котла отопления в систему теплоснабжения

Электродный котел необходимо устанавливать в вертикальном положении, не допуская перекоса в ту или иную сторону. Опорные настенные кронштейны для крепления агрегата должны быть рассчитаны на вес котла с учетом теплоносителя.

Одно из главных условий безопасной работы электродного котельного агрегата - профессионально выполненное заземление котла, обеспечивающее защиту при утечке тока. Согласно требованиям ПУЭ заземляющий проводник должен быть выполнен из меди, сечением не менее 6 кв.мм. Для присоединения корпуса котельного агрегата к контуру заземления в нижней части агрегата предусмотрен заземляющий клеммник. Результаты замеров сопротивления контура не должны превышать нормированный показатель - 4 Ом.

При установке ионного котла отопления в только что смонтированную систему отопления необходима лишь тщательная промывка последней чистой водой. Устанавливая электродный котельный агрегат в существующий контур, ранее работавший с другим отопительным оборудованием, необходимо выполнить промывку системы от накипи и взвесей специальными средствами. Наличие нежелательных включений приведет к сбоям в настройке работы системы. Как правило, в техническом паспорте на изделие производитель приводит подробные инструкции, описывающие технологию промывки, необходимые препараты и их концентрацию.

Безаварийную работу контура отопления также обеспечивают:

- автоматические воздухоотводчики, смонтированные в верхних участках схемы,

- гидроаккумулятор, характеристики которого определяются объемом системы и давлением в ней,

- манометр для измерения давления теплоносителя,

- обратный клапан или затвор, предохраняющий от обратного тока теплоносителя.

В обвязке котельного агрегата допускается использование металлических и металлопластиковых труб соответствующего диаметра, при этом с подающей стороны первые 1,2 м должны быть использованы неоцинкованные трубы.

Особенности установки и работы ионных котлов в различных типах систем отопления

Ионные котлы могут быть установлены как в открытых системах отопления, работающих на естественной циркуляции теплоносителя, так и в закрытых. В первом случае нагретая в котле жидкость, чаще всего вода, движется вверх по подающим трубопроводам и наполняет радиаторы отопления. После остывания в нагревательных приборах теплоноситель возвращается по обратным трубопроводам в котел, где снова нагревается, и цикл вновь повторяется. Для циркуляции теплоносителя в закрытых системах предусмотрен циркуляционный насос, способствующий легкому запуску системы отопления.

В системах с естественной циркуляцией всю арматуру, необходимую в обвязке котла, - регулирующую и запорную - необходимо устанавливать после расширительного бачка, то есть исключить установку арматуры на участке от выходного патрубка агрегата до врезки гидроаккумулятора.

В системах закрытого типа вся арматура устанавливается на участке от бака-расширителя до входного патрубка котла. Запорную арматуру можно установить до гидроаккумулятора в случае, если сразу после котельного агрегата смонтированы аппараты безопасности. При такой обвязке расширительный бачок можно расположить на обратном трубопроводе системы.

Выбор отопительных приборов для систем с электродными котлами

Для эффективной работы систем отопления с ионными котельными агрегатами следует установить алюминиевые или биметаллические нагревательные приборы (радиаторы отопления). При выборе первых следует учесть тот факт, что вторичный алюминий, из которого изготовлены дешевые радиаторы, содержит большое количество примесей, повышает омическое сопротивление рабочего теплоносителя. В данном случае не следует экономить на радиаторах, ведь это приведет к нестабильности системы и повышению расходов электроэнергии.

Покрытые внутри полимерным составом алюминиевые радиаторы устанавливают, как правило, в открытых системах. Наличие в теплоносителе растворенного кислорода способствует быстрому корродированию поверхности отопительных приборов. Для закрытых систем такой необходимости нет, и применение радиаторов с повышенной защитой лишь безосновательно завысит стоимость системы отопления.

Производители котельного оборудования не рекомендуют использовать приборы отопления из чугуна - их высокая загрязненность существенно влияет на омическое сопротивление воды. Также радиаторы из чугуна имеют большой внутренний объем, что потребует установки электродного котла большей мощности и повышению электропотребления. Исключение составляют чугунные приборы, произведенные по европейским нормам и стандартам. Для повышения надежности перед входом в котельный агрегат устанавливают фильтр-грязевик и фильтр для грубой механической очистки теплоносителя.

Для оптимальной работы котельного агрегата и исключения необоснованного потребления мощности необходимо точно рассчитать объем системы отопления, большую часть которой составляют радиаторы отопления. Идеальным соотношением для ионных котлов является 8 л объема системы на 1 кВт тепловой мощности оборудования. Превышение этого показателя приведет к высоким затратам на электроэнергию и неэкономичной работе агрегатов, при этом срок службы электродов котла снизится.

Все за и против

Надежную эксплуатацию и широкую популярность котлов, работающих на электричестве, объясняет внушительный ряд преимуществ:

- высокая экологичность оборудования из-за отсутствия отходящих дымовых газов;

- для работы котла не требуется особых режимов вентиляции и удаления отработанных паров, газов;

- эффективность работы (КПД) приближается к 100%;

- малые габариты при высоких показателях мощности по сравнению с газовыми или дизельными котлами;

- безопасность при снижении уровня теплоносителя в системе (в отличие от ТЭНов при недостаточном объеме воды не создается аварийно-опасная ситуация);

- качество электроэнергии питающей сети незначительно влияет на работу, при снижении напряжения понижается мощность оборудования без значительного изменения процесса нагрева теплоносителя;

- может являться как основным, так и резервным или дополнительным источником тепла на объекте;

- ионный котел создает необходимое давление в системе теплоснабжения без установки в схему циркуляционного насоса;

- оперативное управление системой обусловлено малой инертностью процесса, а применение современной автоматики позволяет эффективно поддерживать в помещениях требуемую температуру воздуха.

Недостатки, которые в некоторых случаях не позволяют использовать ионные котлы:

- пуско-наладку могут выполнять только квалифицированные сотрудники с применением специализированного оборудования;

- изменение показателя электропроводности циркулирующего теплоносителя в процессе эксплуатации отопительного оборудования может изменяться, что требует привлечения специалистов для правильной настройки системы;

- ионные котлы работают только на переменном токе;

- для защиты от поражения током при повреждении изоляции требуется надежное заземление с периодическим контролем сопротивления;

- необходимость периодической замены электродов из-за разрушения последних действием переменного тока;

- покрытие электродов отложениями в виде накипи препятствует ионизации воды, ее нагреву;

- необходимость регулярного наблюдения показателя электропроводности находящегося внутри теплоносителя, при снижении которого понижается мощность котла;

- нагрев теплоносителя до температуры не более 75оС, что ограничивает область экономичного применения котлов данного типа;

- высокие требования к материалу и конструкции отопительных приборов;

- необходимость установки насоса для циркуляции теплоносителя при запуске отопительного контура;

- отсутствие возможности отбора нагретой воды из контура отопления для бытового использования (необходимо устанавливать теплообменник).

При решении вопроса о рациональности установки электродного котла следует оценить состояние отопительной системы, эффективность работы оборудования данного типа в принятой схеме теплоснабжения.

Рынок электродного отопительного оборудования

Наиболее распространенными в России являются электродные котельные агрегаты следующих торговых марок:

- «ГАЛАН» (Россия);

- «ЭОУ» (СПД-ФО О.А. Гончаренко, Украина);

- «STAFOR EKO» (Латвия).

Производители дают до двух лет гарантии на отопительные агрегаты при условии должной эксплуатации. Срок службы самого котла составляет более 10 лет при регулярной замене токовых электродов каждые 3 года.

Примерная стоимость отопительного агрегата мощностью 2 кВт составляет 9,5- 10 тыс. руб., включая необходимый блок управления и автоматики - 6,5- 7 тыс. руб.

О чем следует помнить

Планируя к установке электродный котел, запомните несколько важных моментов, при которых ваша система теплоснабжения будет долговечной, безопасной и высокоэффективной:

1. Не пренебрегайте требованиями к установке и подключению котельного агрегата, ответственно отнеситесь к вопросам безопасности и заземления электрооборудования.
2. В случае заполнения контура теплоснабжения антифризом обеспечьте герметичность и прочность разъемных соединений ввиду его высокой текучести.
3. Подающий и обратный трубопроводы покройте эффективной теплоизоляцией для оптимальной работы котельного агрегата.
4. Большой срок эксплуатации контура отопления значительно снижает эффективность и экономичность работы ионного котла, установленного взамен устаревшего оборудования. Устанавливая электродный котел, проведите капитальный ремонт существующей системы теплоснабжения с обязательной заменой радиаторов на современные модели приборов;
5. При разветвленной схеме теплоснабжения, например в многоэтажных зданиях, эффективным решением будет установка нескольких агрегатов на каждом этаже или в каждом отдельном корпусе. Это будет несколько дороже, но более надежно в плане эксплуатации.
6. В системы отопления с ионными котельными агрегатами нельзя устанавливать теплый пол, так как максимально возможная для него температура теплоносителя (45оС) не позволит работать котлу в оптимальном рабочем режиме.

Ионные котлы отопления - ВИДЕО

В местах, где нет доступа к центральной отопительной системе, не редко используют электрические котлы. Они работают по принципу преобразования электрической энергии в тепловую с помощью теплоносителя (вода или тосол), движущегося по трубопроводной системе. Одним из видов электрического оборудования являются ионные котлы отопления. Рассмотрим все более детально.

Изначально все электрические котлы, по способу подключения к сети, делятся на: однофазные (220В) и трехфазные (380В). Так же они бывают одноконтурными (способными обеспечивать только обогрев помещения) и двухконтурными (с возможностью дополнительно нагревать воду для бытового использования).

По технологии изготовления они делятся на три вида:

• Электрокотлы с ТЭНом (нагревательным элементом)
• Индукционные котлы
• Электродные (ионные) котлы

Электрические ионные котлы

Такие котлы работают по принципу прогрева воды (теплоносителя) методом ионизации. Данный процесс происходит следующим образом:

При включении котла к сети водные молекулы разделяются на положительные и отрицательные ионы, которые колеблются между двумя электродами (анодом и катодом). Во время этого процесса вырабатывается тепловая энергия. Она сразу передается теплоносителю, распространяющему ее по всей отопительной системе.

Используются такие агрегаты в качестве автономной отопительной системы. Отличаются они от котлов с ТЭНами небольшими размерами, а так же блоком электродов, который имеет высокую производительность и экономичность. В воду, играющую роль теплоносителя, дополнительно добавляют поваренную соль. Это необходимо для повышения электросопротивления воды. Во избежание коррозии металла или образования накипи в систему, вместо воды, заливают тосол, разработанный специально для ионных котлов.

Электродные котлы изначально применялись только в военных целях для обогрева подводных лодок или военных кораблей. После чего немного изменив конструкцию, разработчики начали выпускать котлы для бытового или промышленного использования.

К примеру, котел марки «Галан» выпускается в соответствии со всеми установленными нормами военной техники, так как производители специализируются на изготовлении приборов для подводных лодок и кораблей.

Ионный котел «Галан»

Для бытового использования котлы марки «Галан» производятся в серии «Очаг», которая имеет несколько моделей:

«Очаг2 » - предназначен для обогрева помещения не более 80 м3. Потребляемая мощность агрегата составляет 2 кВт. Котел работает от 220 В. При нормальной теплоизоляции помещения, расход электроэнергии колеблется в пределах 0,5 кВт/час. Рекомендуемое количество жидкости теплоносителя варьируется в пределах 20-40 л.

«Очаг 3 »- Может прогреть помещение с объемом 120 м3. Мощность котла составляет 3 кВт. Расходуется энергия в пределах 0,75 кВт/час. Жидкости для прогрева системы необходимо от 25 до 50 л.

«Очаг 5 »- используется в помещениях с объемом не более 180 м3. Котел имеет мощность в 5 кВт. Потребляет около 1,25 кВт/час. Литраж теплоносителя варьируется в пределах 30-60 л.
«Очаг 6»- способен прогреть 200м3. Потребляемая мощность составляет 6 кВт, а расход - 1,5 кВт/час. Рекомендуется от 35 до 70 л. теплоносителя.

В систему котлов «Галан» может вливаться только специально разработанная жидкость «Поток» предотвращающая коррозию труб.

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.

Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.

Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.

Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.

История появления и принцип работы

В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.

Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.

Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.

Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел

Характеристики: преимущества и недостатки

Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:

• КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
• В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
• Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
• Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
• Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
• Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
• Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
• Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления

О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете

Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.

Среди отрицательных сторон стоит отметить:

О других способах электрического отопления дома,

Устройство и технические характеристики

Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.

Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:

1. Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
2. Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
3. Клеммы заземления
4. Клеммы, подающие питание на корпус
5. Резиновые изоляционные прокладки

Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:

• Длина – до 60 см
• Диаметр – до 32 см
• Вес — около 10-12 кг
• Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт

Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.

Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:

• Блок пускателя
• Защиту от скачков напряжения
• Контроллер управления

Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.

Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:

1. Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
2. Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне

Видео руководство

Простой ионный котле своими руками

Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:

• Труба стальная диаметром 5-10 см
• Клеммы заземления и нулевого провода
• Электроды
• Провода
• Металлический тройник и муфта
• Упорство и желание

Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:

• На электрод подается исключительно фаза
• На корпус подается исключительно нулевой провод
• Обязательно предусматривается надежное заземление

Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:

• Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
• Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
• С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
• Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
• Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
• Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)

• Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
• Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта

Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.

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

Производители и средняя стоимость

Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:

• «ЭОУ» (Украина)
• ООО «Stafor EKO» (Латвия)
• ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)

Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей . Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.

Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года. Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.

Подводим итоги

Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.

Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:

• Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
• Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
• Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть

Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.

И электродные. О последних и пойдёт речь в статье.

Электродный котёл

Характеристика

Электродный котёл (его ещё называют ионным или ионообменным) отличается от других агрегатов, работающих от сети, тем, что имеет открытый электрод , на который подаётся ток.

Относится к приборам отопления прямого нагрева, в которых тепло направляется прямо к энергоносителю. Это даёт возможность мгновенно увеличить мощность конструкции, потому что в процессе передачи тепла нет препятствий.

Нагрев осуществляется с помощью электродов , которые погружены в бак с жидкостью. Ток проводится через теплоноситель с частотой 50 Герц и создаёт барьер для электролиза . Поэтому внутренняя сторона котла остаётся избавленной от налёта накипи.

Нагревательный процесс жидкости происходит при помощи появляющегося сопротивления. Это происходит очень быстро. Таким образом, ёмкость (бак) может быть не большой по размерам, так как не требуется ждать нагрева жидкости элементом. Такие свойства конструкции данного котла позволяют сэкономить бюджет пользователя за счёт уменьшения энергозатрат в системе отопления.

Электродный отопительный котёл очень чувствителен к составу воды, обычная вода из водопровода не может применяться для работы агрегата.

Перед монтажом требуется провести специальную подготовку жидкости. Хорошо, если в наличии есть антифризы , которые порекомендовал производитель.

Также имеет ещё одну особенность, которая заключается в постепенном растворении электродов. Это естественный процесс, его ускорение и замедление зависит только от степени интенсивности использования системы отопления.

Преимущества и недостатки

Для начала стоит сказать, что электродные котлы целесообразно устанавливать лишь в тех местах, где надёжная проводка и стабильная сеть. Если происходит периодическое отключение электричества и сильные перепады напряжения, то монтировать электродные агрегаты не стоит, так как они не смогут нормально работать. Однако и в этом случае можно найти решение. Например, прикупить источник бесперебойного питания или дизельный генератор.

Он накапливает небольшое количество энергии, которых должно быть достаточно на пару часов функционирования котла в аварийной ситуации. Есть модели ИБП , которые корректируют напряжение с помощью встроенного стабилизатора.

Плюсы электродного котла отопления:

1. Безопасность для человеческого здоровья находится на высоком уровне. Ионные котлы для отопления выполнены таким образом, что утечка тока практически не возможна. Пожар исключён, поэтому конструкцию можно использовать для поддержания минимальной температуры без постоянного надзора человека.
2. Небольшие габариты и возможность монтажа в отопительную сеть, функционирующую на газовом топливе. Получается, что электродный котёл запускается после прекращения подачи газового топлива.
3. Быстрый нагрев теплоносителя , тихая работа, лёгкая замена элементов нагрева без замены целого устройства.
4. При желании можно устанавливать в жилых помещениях без монтажа дымохода и самой котельной.
5. Высокий коэффициент полезного действия , который достигает 96 % при функционировании, а при нагреве экономия электричества составляет 40 %. Плюс отсутствие грязи, пыли, дыма и копоти.

Электрический котёл электродный в среднем расходует на 40 % меньше электричества, чем другое устройство отопления от сети. Пользователи отмечают этот нюанс как самое важное достоинство агрегата.

Как и любая отопительная система, электрокотёл электродный имеет свои минусы.

К недостаткам данных агрегатов относят следующее пункты:

• Немалая стоимость электроэнергии. Электричество стоит намного дороже, чем, к примеру, газ, но в то же время прекрасно подойдёт для обеспечения теплом дома, который находится далеко от населённого пункта и посещается время от времени.
• Не универсальность. Ионный котел для отопления частного дома зачастую не совместим с некоторыми типами труб и батарей. Как пример, можно привести использование в отопительной системе радиаторов из чугуна, когда проблемы появляются по причине неровностей с внутренней стороны, а также большого объёма жидкости. Обычно один раздел батареи из чугуна рассчитан на 2,5 литра воды.
• Проблемы с использованием . В таком случае желательно применять .
• Требование ионнообменного электрокотла к постоянному сопротивлению теплоносителя. Его можно корректировать посредством добавления добавок, исключающих появление накипи.

Принцип работы и устройство

Устройство электродного котла

Работают электродные котлы для отопления частного дома по стандартным законам физики. Жидкость в агрегате нагревается не с помощью какого-либо элемента, а при помощи молекулярного распада воды на разнозаряжённые ионы. В ёмкость с теплоносителем монтируются два электрода , запускается подача электричества. Водные молекулы под воздействием тока с показателем частоты 50 Герц (число колебаний в минуту) делятся на положительно заряжённые и отрицательно заряжённые ионы. В момент процесса разделения и получается тепло. Каждый ион тянется со своим зарядом к конкретному электроду .

Нагрев воды получается очень быстрым, так как сопротивление теплоносителя высоко и процесс электролиза препятствует появлению накипи на стенках котла. Можно сделать вывод, что котёл электрический электродный – вечно функционирующий прибор.

Конструкция такого котла не сложная. Это агрегат небольших габаритов в форме трубы, постоянно врезающуюся в систему трубной развязки путём резьбового соединения с помощью американок. К тому же электроды присоединяются с одного конца прибора. Запуск жидкости-теплоносителя осуществляется через боковой патрубок, а выход — через незанятый торец.

Как сделать своими руками электродный котёл

Основное умение, которое вам понадобится, – это умение работать с варочным аппаратом. Основные детали для конструкции – это металлическая трубка и электрод.

Приступим. Чтобы сделать котёл электродный своими руками, потребуются следующие элементы:

1. Аппарат для сварки.
2. Труба в диаметре до 10 см и длине не более 25 см.
3. Электрод (можно взять небольшой стержень из металла диаметром около 11 мм).
4. Соответствующего размера тройник.
5. Соединительная муфта .
6. Изолятор для электрода и клемм (заземляющий, нулевой).

Начинаем процесс сборки:

1. На первом этапе с двух сторон требуется накрутить муфту с тройником и прочно затянуть изделия, чтобы протечки были исключены.
2. На втором этапе нужно погрузить электрод со стороны тройника в трубу, крепко установив его внутри при помощи изолятора из диэлектрика . Можно применить заглушку с биметаллического радиатора. Цель – сделать пространство между трубой и электродом . В заглушке требуется только сделать отверстие нужного диаметра, вставить туда стержень и прочно закрепить гайкой с внешней стороны.
3. Следующим этапом будет приваривание пары болтов на корпусе трубы (М8 или М10). Они необходимы для подключения нулевой клеммы и заземляющей. Оголённые точки подключения нужно тоже защитить, чтобы ограничить себя от удара током.
4. Четвёртым этапом будет установка котла, его обвязка. Размеры конструкции не большие, поэтому её можно спрятать под раковину.
5. Всё. Можно запускать теплоноситель для электродных котлов отопления и испытывать систему отопления.

Обзор производителей ионных котлов

На российском рынке популярными производителями электродных энергосберегающих котлов являются сразу несколько. Всё чаще желающие приобрести тепло и комфорт покупают электродные котлы Галан, ЭОУ, Инноватор и пр.

Рассмотрим подробнее некоторых производителей.

Электродные котлы Галан . Отзывы пользователей свидетельствуют о востребованности этой марки на рынке ионного отопительного оборудования. Галан – это московская компания, однако её поставки продукции осуществляются далеко за пределы России. Первые её патенты берут начало в 1990 году.

Модельный ряд электродных котлов Галан представлен различными наименованиями и тремя линейками. Также все отличаются мощностными характеристиками.

Можно выделить первую серию, Галан «Вулкан» , предназначенную для отопления домов, больших по площади, для многоквартирок и общественных зданий. Функционирует серия только от трёхфазной сети и представлена моделями мощностью 25, 36, 50 кВт.

Электродный котёл Галан Вулкан

Вторая серия Галан «Гейзер» является линейкой средних мощностных характеристик. В ней только два наименования, которые имеют мощности 9 и 15 кВт. Данные электродные котлы хорошо подойдут для множества средних по площади частных домов.

Третья серия представлена более компактными моделями мощностью от 2 до 6 кВт. Линейка под названием «Очаг» имеет серьёзные характеристики, несмотря на компактные габариты. С лёгкостью отопит небольшие по площади домики.

Электродные котлы Галан за всё своё существование практически не подвергались изменениям, они имеют надёжную и проверенную конструкцию. В то время как автоматика к агрегатам постоянно изменяется и дополняется в соответствии с пожеланиями пользователей.

Электродный котёл ЭОУ . Аббревиатура расшифровывается как «Энергосберегающая отопительная установка». Это российская компания, которая давно зарекомендовала себя и в других странах дальнего и ближнего зарубежья. Её продукция имеет международные сертификаты качества.

Электродный котёл ЭОУ

В модельном ряду ЭОУ две линейки. Первая из них рассчитана на однофазную сеть 220 В и представлена мощностями от 2 до 12 кВт, вторая функционирует при наличии трёхфазной сети 380 В, а разные наименования марок имеют индивидуальные мощности до 120 кВт. Можно заметить одинаковое решение во внешнем представлении агрегатов.

Компания ЭОУ отвечает за бесперебойную работу продукции в течение 30 лет и на первые десять лет даже даёт гарантию.

Электродный тороидальный котёл Инноватор . Упоминая эту компанию, говорят про тороидальный электродный котёл. Отзывы в сети свидетельствуют о высоком коэффициенте полезного действия (доходит до 99,9 %), а также о качестве продукции.

Электродный котёл Инноватор – это простая конструкция, небольшие размеры, стабильность и надёжность, которые сопровождаются широкими требованиями к качеству жидкости и необходимости постоянной подачи электроэнергии. Но недостатков на фоне преимуществ моделей довольно мало.

Электрический тороидальный котел Инноватор

Преимущества такого котла в возможности регулировки мощности каждой модели от 1 до 20 кВт, в лёгком монтаже в любую отопительную систему. Тороидальный электродный котёл может функционировать при однофазной, двухфазной и трёхфазной сети.

Имеет размеры 30*10*10 сантиметров.

Для установки не требуется труба из стали. Тороидальный электродный котёл Инноватор работает бесшумно, а срок службы составляет 30 лет.

Гарантия даётся производителем на 60 месяцев.

Стоимость — 8 200 рублей.