Меню

Электрокотлы для отопления жидкость для систем отопления

Теплоноситель для электродного котла

Вся правда про электродный котел.

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 электрическом котле 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 низкозамерзающие теплоносители. 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 ТЭНов. 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 — водяные теплые полы. 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:
Читайте также:  Оплата за отопление за кубометры

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.

Как работает и выбор теплоносителя электродного котла

Внимание владельцев загородных домов и даже квартир приковывают инновационные электродные котлы отопления. Их характеристики впечатляют, конструкция, и способ нагрева воды поражают, ожидания от них после прочтения рекламного буклета на высоте. Теперь нужно разобраться, насколько эффективны электродные котлы для отопления частного дома и в чем особенности их эксплуатации.

Принцип работы

В нагревательном оборудовании, работающем на электричестве, тепло выделяется в результате нагрева проводника, по которому течет большой эклектический ток. Исключения составляют тепловые насосы, кондиционеры, однако, в них рабочим телом не является электричество как таковое.

Если в ТЭНовых или индукционных котлах проводником и нагревателем является тугоплавкая металлическая проволока или корпус устройства, то в электродных котлах ток пропускают непосредственно через теплоноситель.

Вода с включением солей и других примесей – хороший проводник, а при пропускании тока через нее, как и в случае с любой проводящей средой, происходит выделение тепла пропорционально силе тока.

Электродный котел – всегда конструкция проточного типа. Электроды закрепляются внутри котла таким образом, чтобы между ними оставался небольшой зазор. Электрический ток проходит только в том случае, если пространство заполнено токопроводящей жидкостью.

При включении питания, между электродами возникает разница потенциалов. Отрицательные и положительные ионы солей, находящиеся в теплоносителе, устремляются к соответствующе заряженным электродам. Столкновения молекул во время движения сопровождаются выделением тепла, отчего нагревается раствор.

Питается электродный котел переменным напряжением. Знак заряда на электродах меняется с частотой, как у питающей линии – 50 Гц. Смена полярности предохраняет систему от образования электролизных газов, устойчивого расщепления воды на водород и кислород и оседания компонентов солей на всех проводящих поверхностях.

Схема работы котла

В сухом остатке получается:

Нагрев теплоносителя без использования посредников.

Важен правильный выбор теплоносителя с проводимостью не менее 1 кОм/см.

Котел и отопление требует основательного заземления, иначе возможно поражение пользователей током при контакте с металлическими элементами системы и статическим разрядом в случае с полимерными поверхностями.

Из особенностей электродных котлов следует отметить:

  • Электрод со временем разрушается и требует регулярной замены, если этого не делать эффективность котла падает, повышается риск образования дугового пробоя. Что опасно для всей системы электроснабжения дома.
  • Требует наличие мощного электрического ввода в дом, отдельной ветки питания и обязательно до УЗО (Устройства защитного отключения).

Производителем котла регламентируется максимальный допустимый объем теплоносителя в системе. Примерное соотношение – 10 литров на каждый кВт мощности. Этого легко добиться, если отопление проектируется с нуля. Однако включение котла в существующую конструкцию, например, с чугунными радиаторами имеющих большой объем секций, приведет к существенному снижению эффективности котла или его некорректной работе.

Проводимость раствора повышается вместе с его температурой, потому указываемая номинальная мощность достигается только при 70°С или 90°С.

Теплоноситель

Электродные котлы чувствительны к составу теплоносителя. В соответствии с требованием производителей, использоваться должна исключительно дистиллированная вода, в которую добавляют поваренную соль, примерно 80-100 грамм на каждые 100 литров. Сложность заключается в том, что конечная плотность и проводимость раствора должна быть в строгом соответствии с требованиями производителя. Выверить точное количество соли невозможно, и она может давать различные результат в зависимости от своего состава.

Конечная подготовка раствора выполняется по месту, ориентируясь по фактическим значениям тока в электронном котле. В инструкции к устройству представлена таблица требуемых значений в зависимости от мощности котла, объёма теплоносителя и т.д. Добавлением дистиллированной воды или соли сопротивление теплоносителя доводится до идеала.

В качестве антифриза используются только предоставленные производителем котла составы. При их использовании изменяется и пропорции соли в растворе.

Читайте также:  Фильтр системы отопления диаметр 80

Есть обязательное требование перед использованием электронного котла в существующем отоплении в параллель с другим котлом. Вся система промывается, очищается от накипи и отложений соли, способных впоследствии изменить проводимость теплоносителя.

Котел Галан

Схема подключения котла Галан

Два основных направления компании это ТЭНовые и электродные котлы. Притом последним отдается предпочтение как устройству с лучшими характеристиками. В линейке от Галан есть варианты для малогабаритной квартиры или дома и для промышленных объектов. Всего представлены три варианта:

  • Очаг(3, 5, 6 кВт);
  • Гейзер (9-15 кВт);
  • Вулкан (до 50 кВт и выше).

Указаны линейки в порядке возрастания мощности. Для своих котлов компания предусматривает полный набор автоматики, начиная с систем защиты, делающими их продукцию безопасной по всем аспектам, и заканчивая программаторами с рядом датчиков и большим набором настроек, способных оптимально управлять котлом.

Котлы при необходимости объединяются последовательно для получения большей мощности. Модульная система дает преимущество малого габарита и возможности более точной и плавной настройки.

Предельно простое решение от производителя связано с наличием алюминиевых радиаторов. Допускаются только конструкции, изготовленные из первичного алюминия и только при условии использования специальной добавки, способной погасить отрицательное влияние электродного котла.

Под маркой «ИОН» выпускаются только электродные котлы отопления. Естьважная отличительная черта компании. Они не утверждают, что их котлы на 30-40% экономичнее ТЭНовых, с учетом, что и те и другие работают с КПД близким к 100%.

Для котлов ИОН несколько изменены требования к теплоносителю. Лучшие результаты достигаются при проводимости не менее 3 кОм/см, что достигается большей концентрацией соли в растворе. Зато в ответ производитель гарантирует долговечность электрода до 30 лет, что в несколько раз превышает стойкость основного элемента от Галан и на несколько порядков стойкость самодельных стальных электродов.

Нет деления котлов на линейки с характерными названиями. У производителя заявлено наличие котлов мощностью от 2 кВт до 36-ти кВт. Устройства от 2 до 12 кВт допускают подключение к однофазной сети 220В, а котлы от 6 кВт до 36 кВт изготавливаются под трехфазное питание 380В.

Отопительный прибор «ION»

Особенности электродного котла

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 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.

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.

Читайте также:  При опрессовке системы отопления воздухом падает давление

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.

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.

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:

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.

Теплоноситель

Производитель категорически настаивает на том, чтобы в отоплении, где устанавливались эти модели, присутствовал антифриз «Аргус-Галан».

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.

Полезные советы

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.