Электродные котлы: принцип работы, плюсы и минусы, советы по установке

Проводя отопление в частный дом, или модернизируя существующую систему, хозяева сталкиваются с проблемой выбора котла. Широкий ассортиментный ряд порождает много вопросов и сомнений. Если с приборами, работающими на водном тэне ещё как то понятно, то электродный принцип отопления мало кому знаком.

Котлы электродного типа относятся к электрическому виду отопления. Трудами инженеров малоэффективные тэны были заменены блоками электродов, выполняющими роль нагревательных элементов.

Области применения

— для системы тёплый пол;

— для создания тепловой завесы;

— в двухконтурных системах допустимо использование горячего водоснабжения.

Посмотрите видео о работе электродного котла

Принцип работы электродного котла

Принцип распространения теплоносителя зависит от типа системы ионных котлов:

• в закрытых предусматривается установка циркуляционного насоса для принудительного движения теплоносителя и расширительного бачка для первоначального этапа нагрева;

• в открытых системах движение теплоносителя осуществляется естественным образом.

Нагрев теплоносителя происходит за счёт движения ионов между электродами. Процесс хаотично движущихся положительных и отрицательных частиц сопровождается выделением тепловой энергии, которая используется для подогрева воды или антифризовой жидкости в системе.

Электроды выполняют функцию производителя электрического поля переменного действия.

Плюсы электродного котла

• высокая мощность (однофазные и трёхфазные от 2 кВт до 50 кВт);

• не имеет в конструкции дымоход;

• высокий коэффициент полезного действия (95-97%);

• регулирует давление в системе;

• возможность подключения автоматики;

• устойчивость к перепадам в напряжении;

• допустимо использование нескольких котлов в одном помещении;

• экологический вид отопления.

Минусы котла

• применяется только переменный ток;

• образование накипи на электродах;

• обязательные работы по заземлению во время установки;

• контроль температуры теплоносителя (свыше 75° идёт перерасход электричества).

Требования к установке и эксплуатации котла

Для эффективной и безопасной работы оборудования привлекается специалист, выполняющий монтаж и настройку котла. Установленный согласно требованиям прибор прослужит длительное время без поломок. А грамотный мастер ознакомит с правилами эксплуатации.

• Температурный диапазон, обеспечивающий работоспособность котла, колеблется от 10 до 40 градусов.

• Влажность воздуха в помещении не должна превышать 75%.

• Место установки оборудования должно иметь отдельное помещение с достаточным пространством для элементарного обслуживания. Там же размещается автоматика и приборы контроля.

• Наличие заземления является неотъемлемой частью монтажа.

• При покупке котла нужно убедиться в полной его комплектации.

• Установка прибора осуществляется низко по отношению к радиаторам для регулировки давления.

• Место соединения котла с системой дополняется креплением его к стене.

• В период эксплуатации электродное оборудование подлежит техническому контролю и обслуживанию.

Как выбрать электродный котел

• соответствие мощности котла и площади отапливаемого помещения;

• комплектация отопительного прибора;

• возможность подключения других приборов;

• использование сотовой связи для дистанционного управления;

Советы

• Если установка предусмотрена в двухэтажном доме, следует использовать два котла для каждой группы радиаторов.

• Для эффективного отопления и рационального расхода электричества рекомендуется оснащать систему циркуляционным насосом, термостатами на батареи и температурными датчиками.

• Логично монтировать электродный котёл в систему под него. Другие схемы подключений и разводок придётся переделывать.

• Рекомендуется для увеличения эффективности обернуть все трубы изоляционным материалом.

• Использование антифриза в качестве теплоносителя подразумевает регулярный контроль точек соединения в связи с его повышенной текучестью.

• Установка электродного котла подразумевает только вертикальное положение.

Электродный котел для отопления частного дома

Электрические котлы особенно актуальны в сельской местности и загородных домах, не имеющих доступа к газовым магистралям. Кроме того, при установке такого оборудования, не требуется согласование проекта установки с профильными службами, которое обходится недешево как с финансовой точки зрения, так и с психологической.

Электродный котел для отопления частного дома

Отличительными особенностями электрических котлов является компактность и простота установки. Обладая базовыми знаниями в области электротехники и минимальным набором инструмента, агрегат индукционного или электродного типа можно изготовить и установить самостоятельно.

В данном обзоре рассматриваются устройство, принцип работы и конструктивные особенности электродных тепловых установок, приводятся отзывы пользователей, на практике оценивших плюсы и недостатки данного оборудования. Отдельный раздел посвящен краткому описанию наиболее популярных моделей.

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0 С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н₂О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Устройство и принцип работы электродного котла

Поскольку принцип работы установки не отличается особой сложностью, конструкция агрегатов предельно проста.

Электродный котел включает в себя:

1. Корпус;
2. Клемму для подключения нулевого провода;
3. Основание;
4. Электрод;
5. Клемму для подключения фазового провода;
6. Входной патрубок;
7. Выходной патрубок;
8. Кожух;
9. Клемму для подключения заземления или зануления.

В большинстве конструкций роль второго электрода играет корпус прибора1, подключенный к нулевому проводу через клемму 2.

Емкость с одной стороны герметично закрыта основанием 3, в котором закреплен центральный электрод 4. Подача напряжения на стержень осуществляется фазовым проводом через клемму 5.

Подача теплоносителя осуществляется через входной патрубок 6, расположенный в нижней части агрегата. Нагретый теплоноситель поступает в отопительную магистраль через выходной патрубок 7, обычно, расположенный в верхней крышке изделия. Для установки арматуры оба патрубка имеют резьбовые наконечники.

Внешний кожух 8, имеет специальную клемму 9 для подключения провода заземления и служит дополнительной защитой от поражения электрическим током. Кроме этого, форма и полиамидное покрытие кожуха могут обеспечить привлекательный внешний вид всей установки.

Для повышения эффективности работы отопительной системы, перед входным патрубком устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий интенсивное прохождение жидкости через рабочую полость устройства.

Если для достижения требуемого результата требуется мощность более 10 кВт, целесообразно использовать электродный котел подключаемый к трехфазной электросети.

Принцип работы трех электродного агрегата не отличается от принципа работы обычного котла, отличие заключается в числе стержней и их размещении. Каждый электрод соединяется с отдельной фазой через специальные клеммы в нижней части установки. Располагаются стержни в вершинах правильного равностороннего треугольника, вписанного в окружность рабочего цилиндра. Для заземления прибора используется клемма на корпусе.

Поскольку в процессе эксплуатации электроды могут разрушаться, конструкция установки предусматривает их оперативную замену. Для этого необходимо:

1. Слить теплоноситель из отопительной системы;
2. Отсоединить нижнюю крышку;
3. Заменить разрушенные электроды;
4. Установить нижнюю крышку на место и проверить герметичность крепления;
5. Заполнить магистраль жидким электролитом;
6. Возобновить подачу электроэнергии.

Преимуществом электродных установок является то, что при отсутствии в системе теплоносителя не происходит разрушения деталей котла.

Поскольку конструкция самого котла не предусматривает никаких контролирующих элементов, регулировка осуществляются с помощью внешних управляющих систем.

Простейший блок состоит из одного термодатчика, устанавливаемого перед входным патрубком и отключающим подачу электроэнергии по достижению заданной температуры. Более точная регулировка осуществляется с помощью двух термодатчиков, расположенных на входе и выходе.

Стоимость автоматической системы регулирования является наиболее весомой составляющей цены электродного котла, которая может изменяться в довольно широком диапазоне.

Плюсы и минусы электродных котлов для отопления

Несмотря на противоречивые отзывы владельцев, нельзя не отметить очевидные преимущества электродных установок:

• Конструкция котла обеспечивает компактность и простоту подключения.
• Небольшие габаритные размеры позволяют использовать агрегаты в качестве дополнительных или резервных теплогенераторов, включаемых независимо от основного по мере необходимости.
• Для установки котла не требуются проект и согласование.
• При утечке теплоносителя прибор не выйдет из строя и может продолжать работу сразу после устранения неполадок.
• Электродные котлы не восприимчивы к перепадам напряжения в электросети.
• Отсутствие вредных выбросов, и мощных электромагнитных полей.

Перечень преимуществ действительно весом, однако наряду с ними, следует отметить и некоторые объективные недостатки:

• Применение электродных устройств не целесообразно при наличии в отопительной системе радиаторов из стали или чугуна. Эффективную работу могут обеспечить только биметаллические батареи и высококачественные радиаторы из алюминия, что существенно увеличивает стоимость отопительного контура.
• Высокие требования к качеству и химическим свойствам теплоносителя. Используемая жидкость должна обеспечивать оптимальные условия для электролиза.
• Установка электродного котла возможна только в замкнутый контур, что влечет за собой дополнительные затраты на герметичную расширительную емкость, клапан аварийного сброса давления и воздухоотводчик.
• Максимальная температура нагрева теплоносителя не должна превышать 85 0 С.

Тщательно проанализировав все недостатки агрегата, можно прийти к выводу, что все они связаны с качеством и химическими свойствами теплоносителя.

Обзор и цены на лучшие марки электродных котлов

В настоящее время наибольшей популярностью пользуются несколько производителей электродных нагревательных устройств.

Изделия отечественного производственного предприятия «Галан» пользуются спросом не только в РФ, но и на всей территории СНГ. Надежные и экономичные агрегаты «Гейзер», «Вулкан» и «Очаг» отличаются компактными габаритными размерами длительным сроком службы и привлекательным дизайном корпуса. Для отопления частного дома чаще всего используется модификация «Очаг – 6», имеющая следующие технические характеристики:

• Ток пусковой – 15 А;
• Номинальная мощность установки – 6 кВт;
• Масса без теплоносителя – 1,7 кг;
• Высота корпуса – 320 мм.

К достоинствам электродного котла относятся доступная стоимость, простота монтажа и технического обслуживания. Для эффективной долгосрочной работы желательно установить стабилизатор напряжения и использовать в качестве теплоносителя специальные жидкости.

Цена агрегата 4500 руб.

Украинская компания предлагает электродные котлы, корпус которых изготавливается из бесшовной стальной трубы с толщиной стенки 4–5 мм. Модельный ряд состоит из нагревателей мощностью от 2 до 12 кВт, работающих от бытовой электросети и трехфазных моделей мощностью до 125 кВт. Самым большим спросом пользуются приборы, вырабатывающие от 3 до 6 кВт. Технические характеристики:

• Номинальная мощность 3–6 кВт;
• Максимальная отапливаемая площадь – 120 м 2 ;
• Длина корпусного цилиндра – 185 мм;
• Масса – 7 кг.

В комплект поставки входят система управления и циркуляционный насос. Цена электродного котла – 7500 руб.

Изделия этого российского бренда автоматически учитывают состояние электролита в отопительном контуре и корректируют режим работы установки. Как и многие другие производители, компания выпускает приборы для однофазной электросети с номинальной мощностью от 2 до 10 кВт и для трехфазной сети, рассчитанные на 35 кВт. Отзывы покупателей электродных приборов свидетельствуют, что наиболее востребованной моделью является «Beril – 9», имеющая следующие технические характеристики:

• Мощность установки – 9 кВт;
• Подключение – трехфазное;
• Максимальная отапливаемая площадь – 250 м 2 .

Изделие легко монтируется в отопительный контур, а система управления обеспечивает возможность регулировки мощности в диапазоне от 2 до 9 кВт. Средняя цена агрегата – 8500 руб.

Protherm Скат 24 KR 13

Электродный котел зарекомендовал себя как безопасное, надежное и эффективное устройство. Мощность установки – 24 кВт, базовая комплектация предусматривает наличие расширительного бака объемом 7 л и циркуляционного насоса. К очевидным достоинствам котла относятся:

• Широкий температурный диапазон (возможна настройка от 30 до 85 0 С);
• Изделие оборудовано системами безопасности от перегрева и плавного пуска;
• Предусмотрена четырехступенчатая регулировка мощности.

Минимальная цена агрегата составляет 43 тыс. руб.

Ниже приводятся отзывы владельцев электродных систем, на практике оценивших преимущества и недостатки таких систем.

Электродные котлы для отопления частного дома отзывы владельцев

Поскольку отзывы пользователей играют в выборе котла далеко не последнюю роль, вот некоторые из них.

• Ознакомившись с отзывами об электродной установке «Галан Очаг 3», свидетельствующие о его малом энергопотреблении, качестве автоматики и доступной стоимости решил использовать это чудо техники. Результат вполне удовлетворительный, в квартире тепло и уютно. В качестве совета могу сказать следующее: обязательно установите циркуляционный насос и останетесь довольны. Николай, г.Одесса.
• Площадь нашего дачного дома примерно 200 м 2 , а вот с газом как-то не судьба пока. Зимой положение спасает котел «Обрий-15». Сначала побаивался счета за электричество, но ничего сверхъестественного в квитанции не обнаружил, даже немного меньше чем со старым накопительным бойлером. За два года работы, как говорится, существенные недостатки не обнаружены. Дмитрий, г. Краснодар.
• Для двухэтажного дома с общей жилой площадью 140 м2 решил использовать электродный котел «Луч», мощностью 15 кВт. Монтаж не вызвал никаких затруднений, пришлось только немного поколдовать с приготовлением теплоносителя, но и здесь инструкция помогла. Тепла вырабатывается вполне достаточно, а потребление энергии, по сравнению с бойлером на 150 л, немного уменьшилось. Андрей, г. Днепропетровск.
• Установка в доме электродного котла ION-6 совершенно изменила мое представление об отоплении в целом, никогда и не подозревал, что все может быть так просто и компактно. Площадь дома примерно 65 м2, высота потолка – 2,8 м и на все хватает этого прибора, который и котлом трудно назвать, такой компактный. Что касается потребления электричества, за месяц накручивает 400–450 кВт, по-моему, вполне приемлемо. Федор Михайлович, Воронеж.

Электродный котел своими руками чертежи

Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.

1. На один конец трубы навинчивается муфта, которая будет играть роль выходного патрубка.
2. С другого конца навинчивается тройник, обеспечивающий подачу теплоносителя.
3. Из прочного текстолита или другого диэлектрика изготавливается заглушка, обеспечивающая фиксацию электрода по центру. Для изготовления самого электрода можно использовать стальной пруток диаметром 10-12 мм. После установки стержня заглушка вместе с электродом ввинчивается в тройник.
4. К трубе приваривается два болта М8, которые будут служить клеммами нулевого провода и заземления.
5. Через муфту и свободный конец тройника прибор подключается к отопительному контуру.

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления.

Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.