Электродный котел своими руками: поэтапное изготовление. Электродные водонагреватели для отопления


Электродный котел для отопления частного дома

Природный газ, безусловно, самый дешевый на сегодняшний день источник энергии для отопления дома. И там, где он подведен, или где прокладка сети планируется в ближайшей перспективе, хозяева частных домов в подавляющем большинстве случае отдают предпочтение именно ему. Но приходится констатировать, что до всеобщей газификации жилья еще далеко, и многим домовладельцам волей-неволей приходится искать альтернативные источники. В регионах, богатых лесом или углем, выходом становится твердотопливное отопительное оборудование, хотя по степени удобства эксплуатации оно никак не может конкурировать с газовым.  Котлы на солярке – дорогое удовольствие, та и дизельное топливо дешевым никак не назовешь.

Электродный котел для отопления частного дома

Поэтому многие владельцы домов все чаще посматривают в сторону электрического обогрева. Действительно, представить населенный пункт в наше время без электроэнергии – попросту невозможно. То есть этот источник, в принципе, общедоступен, установка электрооборудования и не требует утомительных согласительных процедур с контролирующими организациями. Сами электрические котлы, как правило, компактны, просты в установке и эксплуатации, а система отопления становится легко управляемой, поддающейся очень тонким настройкам.

Вся проблема – в довольно высокой стоимости электроэнергии. И потенциальные владельцы начинают поиск максимально экономичного оборудования, рассматривая различные варианты. Так, например, весьма большой интерес вызывает электродный котел для отопления частного дома — оборудованию такого типа приписывают чуть ли не «волшебные качества». Но стоит ли всему верить? Давайте пристальнее разберемся с этим типом электрических генераторов тепла.

Содержание статьи

Что такое электродный котел?

Прежде всего, необходимо получить понятие, на каких принципах зиждется работа этого типа электрических котлов, разобраться с их устройством.

На чем базируется работа электродного котла?

Принцип работы электродного котла прекрасно демонстрирует пример, который многие из нас наверняка видели воочию, а многие даже практиковали в пору своей студенческой или армейской молодости. Того разнообразия электрических чайников или иных кипятильников просто не было, а попить горячего чайку вечером в общаге или казарме хотелось. Да и под запретом были все нагревательные бытовые приборы – за этим неустанно следили комендантши со своими помощниками.

Выход находился – из двух лезвий, нескольких спичек и отрезка кабеля с вилкой в течение нескольких минут собирался мини-кипятильник, который давал очень быстрый нагрев стакана или банки воды до стадии кипения. А затем такой «девайс» можно было разобрать или просто спрятать – места он занимал немного.

Знакомый многим по молодости кипятильник из двух лезвий – не что иное, как «электродный котел в миниатюре»

Краткий рассказ о «студенческом кипятильнике» дан исключительно для примера, и не должен побуждать читателя к проведению подобных, весьма небезопасных экспериментов. Да и смысла особого в этом сейчас не видится – для нагрева воды вполне достаточно недорогих приборов промышленного производства.

Пример – примером, но следует еще понять, что же способствует быстрому разогреву воды в области погруженных в нее на небольшом расстоянии электродов. А все объясняется известным физическим явлением электролиза. При подключении постоянного напряжения к погруженным в электролитическую жидкую среду электродам, за счет окислительно-восстановительных процессов происходит ионизация раствора и начинает проходить электрический ток. Положительно заряженные ионы направляются в сторону катода, отрицательно заряженные – к аноду.

Явление электролиза лежит в основе принципа работы электродного котла. Но с существенными оговорками…

Та вода, что мы употребляем в повседневной жизни, далека от известной «чистой» формулы Н₂О – на деле это водный раствор различных солей в той или иной концентрации. Во многом это зависит от качества источника и используемых систем водоподготовки. То есть она представляет собой вполне электролитический раствор, что, в принципе, и объясняет ее токопроводящие качества.

Но речь пока что шла о постоянном токе. А что будет, если подать на электроды переменное напряжение? А ровно то, что анод и катод будут в течение одной секунды 50 раз меняться местами (принятая у нас частота переменного тока – 50 Гц). Соответственно, и ионы с такой же периодичностью изменяют направление своего движения. Представьте себе это «столпотворение» и постоянно изменяющееся встречное движение в плотной водяной среде… За счет высокого сопротивления среды, встречаемого этими заряженными частицами, кинетическая энергия их движения преобразуется в тепловую, что и вызывает очень быстрый нагрев раствора.

В технической литературе электролитические проводники, к которым можно отнести недистиллированную воду, принято называть проводниками второго рода. А вот нагрев этой жидкой среды считается первичным – нет «промежуточного звена». Просто для сравнения – в других электрических нагревателях тепловая энергия передается воде или от поверхности ТЭНа, или, как в индукционных котлах – от корпуса прибора. То есть жидкость выполняет пассивную роль переносчика тепла – это вторичный нагрев. В рассматриваемой же нами схеме нагревается непосредственно сам электролит, находящийся в зоне между погруженными в него электродами переменного тока.

Как видно, в названии самого котла уже в переделённой мере фигурирует принцип его работы. Кстати, можно встретить и другие наименования. В частности, подобные приборы еще частенько именуют «ионными». Объяснять почему – наверное, не надо. Но имеет смысл все же внести небольшую ремарку.

Дело в том, что некоторые производители, вполне понятно пытающиеся каким-то образом выделить свои приборы, пытаются внести некое разграничение между электродными и ионными котлами. В ход идут пояснения, что их ионные модели оснащены специальной электронной системой, которая отслеживает степень ионизации раствора. То есть регулировка режима работы оборудования происходит уже на уровне количественного и качественного изменения ионизированной среды.

Не беремся категорично судить о достоверности этих утверждений или об эксплуатационной значимости таких систем. Но, если честно, такое разграничение больше похоже на некий маркетинговый прием. Ведь в любом случае котел не может обойтись без блока управления, а процесс ионизации теплоносителя в большей мере зависит от сбалансированности его химического состава. Так что в дальнейшем будем полагать, что вся информация, рассматриваемая в статье, в равной мере касается как ионных, так и электродных котлов, и различия лишь в терминологии.

Но вот те, кто по непонятным причинам называет такие котлы «катодными» (или «анодными» — неважно), допускают принципиальную ошибку. Причина уже понятна из изложенного выше – в режиме постоянного тока сколь-нибудь существенного повышения температуры электролита не наблюдается, и нагревательный прибор становится принципиально невозможным.

Устройство электродных котлов отопления

Как мы уже убедились, принцип действия электродного котла – прост и понятен. Этим объясняется и относительная простота его конструкции. И несмотря на довольно большое разнообразие моделей, в том числе по своим размерам и по мощности, подавляющее большинство из них очень схожи по строению и даже по компоновке.

Электродные котлы разных производителей – несложно заметить, что никаких принципиальных отличий в устройстве и компоновке приборов нет.

Классическая форма электродного котла – цилиндр, внутри которого размещены электроды. А вот их количество может различаться – в зависимости от того, какое тип сети обеспечивает питание отопительного прибора.

В котлах, работающих от однофазной сети 220 вольт электрод один, и он располагается по центру цилиндра. Роль второго электрода в данном случае берут на себя сами стенки цилиндра. Хотя, встречаются однофазные модели и с двумя электродами, разнесенными на необходимое расстояние, и с полностью изолированным корпусом.

Схематично наиболее распространенные модели однофазных котлов с центральным расположением электрода можно изобразить примерно так:

Примерная схема устройства однофазного электродного котла

Металлический цилиндрический корпус (поз. 1) в данном случае играет роль одного из электродов. Соответственно, на нем предусматривается клемма для подключения нулевого провода (поз. 2).

Цилиндр с одного торца закрыт герметичной заглушкой (поз. 3), которая одновременно является площадкой для размещения строго по центру второго электрода (поз. 4). Снаружи имеется клемма для подключения фазного провода (поз. 5).

Подача теплоносителя в полость цилиндра осуществляется через входной патрубок (поз. 6), который у большинства моделей расположен сбоку, ближе к блоку электродов. Для выхода разогретого теплоносителя имеется второй патрубок (поз.7), как правило – на противоположном от электродов торце цилиндра. На обеих патрубках предусматривается резьбой участок для сантехнического соединения котла с контуром отопления.

Некоторые модели, помимо этого, заключаются в дополнительный корпус-кожух (поз. 8), который повышает степень безопасности эксплуатации прибора. В обязательном порядке предусматривается клемма подключения к контуру заземления (поз.9). Как правило, корпус или внешний кожух покрывается специальным защитным полиамидным составом с хорошими диэлектрическими характеристиками.

При работе системы отопления циркуляционный насос обеспечивает создание потока теплоносителя через рабочий цилиндр котла. Проходя в пространстве между электродами, жидкость разогревается благодаря рассмотренным выше физическим процессам, и поступает на теплообменные приборы системы отопления – радиаторы, конвекторы и т.п.

Отличие конструкции электродного котла, работающего от трехфазной сети

Если требуется достичь высоких показателей мощности (как правило, более 9÷11 кВт), прибегают к использованию трехфазных электродных котлов. Их устройство отличается только количеством и расположением электродов.

В этом случае в работу вовлечены три электрода, расположенных на диэлектрической площадке торцевой заглушки по вершинам равностороннего треугольника. Каждый из них подключен к своей фазе, что обеспечивает значительно большее напряжение, и, стало быть – выходную мощность прибора. А клемма на корпусе предназначена для соединения с заземляющим контуром.

Сходные внешне модели электродных котлов, но уже по количеству клемм можно судить об их предназначении для однофазной или трехфазной сети питания

Электроды в определённой мере можно отнести к расходным материалам. Если точнее, то это съемная деталь, которую можно заменить в случае выхода из строя или большого износа. Ломаться там, конечно, в принципе – и нечему, но при длительной эксплуатации коррозия все же может сделать свое «черное дело».

Электрод или блок электродов – деталь съемная, и ее при необходимости можно заменить на новую.

А вот по размерам электродные котлы могут очень существенно различаться. Самые миниатюрные из них легко помещаются в ладони, и при этом способны обеспечивать эффективный нагрев, например, на отдельно взятом радиаторе для отопления конкретного помещения.

Миниатюрный электродный котел тем не менее вполне способен обеспечить эффективное отопление в отдельно взятом помещении.

Мощные трехфазные модели, безусловно, более габаритные, но тоже не отличаются чрезмерной громоздкостью. А нередко поступают так – чтобы электрическая котельная обеспечивала необходимую тепловую мощность в самый неблагоприятный (холодный) период зимы, устанавливают целую батарею параллельно подключенных электродных котлов. При таком подходе всегда можно гибко отреагировать на изменение погодных условий – запустить или, наоборот, отключить требуемое количество котлов. То есть так, чтобы обеспечивался нагрев, адекватный текущим температурам на улице, и при этом оборудование работало в оптимальном режиме, а не на пределах своих возможностей.

«Батарея» из трех параллельно подключённых электродных котлов – могут работать как в «ансамбле», так и поодиночке.

Как видно из самой конструкции котла, никаких управляющих устройств на нем не предусмотрено. Значит, необходим внешний блок, которые будет подавать напряжение питания на клеммы в определённом режиме. Степень сложности этих внешних модулей управления может быть различной.

Электродный котел «Галан – Гейзер» в комплекте с электронным блоком управления типа «Навигатор»

  • Самые простые предполагают всего лишь наличие одного термодатчика, который традиционно устанавливается перед входным патрубком. То есть когда температура в трубе «обратки» отопительного контура выйдет на запланированный уровень, блок управления отключит котел. И, соответственно, наоборот.
  • Более точными и обеспечивающими более гибкий и «щадящий» режим работы оборудования является система с двумя термодатчиками, установленными и на трубе подачи, и на «обратке» отопительного контура. Автоматика анализирует эти текущие значения и подает управляющие сигналы на включением или выключение электродов в зависимости от установленного диапазона (гистерезиса).

Выпускаются и более сложные системы, предназначенные для достижения максимально возможных комфортных условий при минимальных энегозатратах. Очень часто именно такие блоки становятся основной отличительной особенностью серий оборудования различных производителей (как мы видели, устройство самих котлов принципиальной разницы не имеет). Безусловно, это весьма серьезно сказывается и на стоимости комплекта. В таких модулях учитываются еще и текущие погодные условия (погодозависимая автоматика), вырабатывается оптимальный алгоритм работы, а управление не ограничивается только лишь включением или включением электродов — возможны изменения и в параметрах поступающего тока питания.

Практикуется такой подход, что котел является отдельной товарной единицей, а совместимые с ним блоки управления предлагаются потребителю в ассортименте – он может выбрать наиболее подходящий, оценивая и его эксплуатационные возможности, и ценовую доступность.

Достоинства и недостатки электродных котлов – где правда, а где «мифы и легенды»?

Наверное, ни один другой тип отопительного оборудования, работающего от электропитания, не вызывает столь ожесточенных споров. Электродным котлам, как уже говорилось, приписывают чуть ли не идеальные качества, и так же «до хрипоты» их ругают.

Где же правда? А как обычно – где-то посередине.

Идеала, понятно, быть не может, да и не должно быть, по большому счету – иначе просто не к чему будет стремиться. А наряду с массой неоспоримых достоинств, у электродных котлов целый «букет» и явных недостатков. Так что давайте без спешки пройдемся и по тем, и по другим.

Расхожие суждения о достоинствах электродных котлов

Итак, рассматриваем те особенности, которые приписываются к явным преимуществам оборудования такого типа, и разбираемся вдумчиво по каждому пункту.

  • Такие котлы славятся своими компактными размерами, если их сравнивать с другими, аналогичными по показателям мощности.

Не поспоришь – действительно, это явное преимущество, предопределяемое простотой конструкции самого прибора. Если котлы с ТЭНами еще могут в определенной мере соперничать, то индукционные отличаются и громоздкостью, и большой массой.

  • В продолжение темы – компактные электродные нагреватели можно устанавливать в качестве резервных или дополнительных источников нагрева теплоносителя.

Да, и практикуется это довольно широко. Резервный электродный котел не займет много места, может быть смонтирован как в котельной, так и непосредственно в отапливаемом помещении. То есть хозяевам предоставляется возможность самостоятельно решать, какой режим работы системы отопления им выгоднее использовать в текущий момент.

Например, можно запрограммировать работу электрического котла таким образом, чтобы во время действия льготного ночного тарифа выработанное тепло накапливалось в аккумулирующем резервуаре (буферном баке). Способен помочь электродный котел, смонтированный параллельно основному, при необходимости проведении ремонтных или профилактических работ. А иногда требуются и «совместные усилия» — и это тоже несложно организовать.

  • Установка электродного котла не потребует согласования проекта. Нет нужды организовывать сложные системы дымохода и принудительной приточной вентиляции.

Это, конечно, правда. Но такое явное достоинство свойственно любому электрическому отопительному оборудованию, и каких-то преимуществ в этом плане использование именно электродных котлов – не дает.

  • Такое оборудование безопасно при разгерметизации системы отопления – перегрев ему не грозит.

Действительно, с этой точки зрения безопасность электродных котлов гарантирована самим принципом их работы. Отсутствие воды в рабочем цилиндре «автоматически» подразумевает разрыв цепи и отсутствие токопроводности между электродами. То есть работать «на сухую» такая схема не может априори.

  • Электродные котлы в полтора — два раза экономичнее, их мощностные показатели при равном потреблении энергии значительно выше — за счет прямого нагрева и чрезвычайно высокого КПД, стремящегося к 100%.

Так, сразу скажем, что это было утверждение, а отнюдь не констатация факта. Потому что с подобным «преимуществом» можно и нужно поспорить.

Начнем с КПД. Всем современным электрическим нагревателям свойственно высокое значение этой характеристики – практически весь энергетический потенциал тока преобразуется в тепловую энергию. А что касается прямого нагрева, то здесь стоит рассудить так.

Действительно, при прямом нагреве отсутствует «промежуточное звено». В самом деле, при работе ТЭНа или индукционного котла вначале идет разогрев корпуса, и лишь потом тепло передается от него жидкой среде. Но ведь это тепло все равно не расходуется напрасно, и оно, так или иначе, будет передано «по назначению». То есть потерь никаких не предвидится, и говорить, что из-за этого снижается КПД – наивно.

Другое дело – скорость нагрева. Вот в этом плане электродный котёл способен выиграть. Но это – лишь на начальном этапе работы. А при выходе на оптимальный режим никаких преимуществ уже нет. За счет более выраженной инерционности котел с ТЭНом или индукционный «догонит» электродный, и суммарный показатель производительности вряд ли будет сколь-нибудь значимо отличаться.

Еще одна «сказка» из этой же категории — что энергопотребление при равной тепловой отдаче у электродного котла ниже. Иными словами, что моделью с меньшей мощностью можно обогреть помещение большей площади.

Если к этому относиться всерьез, значит, придется согласиться, что производители этой «чудо-техники» нашли способ обойти закон сохранения энергии, или отыскали какой-то источник, дающий приток энергии извне. Понятно, что совершенно невозможно ни то, ни другое. Так что с надеждами на «волшебную экономичность» следует расстаться сразу же.

В масштабах одного-двух часов работы такой обманчивый эффект может быть и будет заметен, но рассуждать-то нужно более значимыми категориями. Уверяем вас, даже в масштабах одного дня работы системы отопления в нормальном режиме никакого выигрыша уже не почувствуется.

И количество необходимого тепла для обогрева помещений вовсе не зависит от конкретного способа его преобразования из электрической энергии.

Кстати, не столь оно зависимо и от площади отапливаемых комнат. Точнее, зависимость, безусловно, есть, но она должна еще учитывать целый перечень иных важных критериев, от климатической специфики региона проживания и до особенностей здания и конкретного помещения. И раз эту статью, надо полагать, читает человек, заинтересованный в приобретении котла, ему следует знать, как произвести такой расчет необходимой мощности.

Поможем и в этом – сейчас продолжим рассмотрение достоинств и недостатков электродных котлов, но в приложении к статье вы найдете описание алгоритма расчета с приложением удобного и точного онлайн-калькулятора.

  • Следующий приписываемый электродным котлам «плюс» — нагрев происходит настолько быстро, что создается высокая разность в плотности теплоносителя на входе и выходе. И это позволяет обойтись без циркуляционного насоса — дескать, еще один аргумент в пользу  экономичности электродного котла.

Напрашиваются возражения.

— Во-первых, любой котел можно использовать без принудительной циркуляции – но это обуславливается особенностями конструкции самого отопительного контура.

— Во-вторых, стадия быстрого нагрева характерна лишь для пускового периода системы. А ее запускают, в идеале, один раз в году, на старте отопительного сезона. После того как любой электрический (да и не только электрический) котел выйдет на номинальную мощность, и при правильно настроенной системе управления — разность в температурах обратки и подачи становится стабильной, и никаких преимуществ в этом плане у электродного прибора не останется.

Практически на всех иллюстрированных примерах использования электродных котлов в их обвязку входит и циркуляционный насос.

Кроме того, система с естественной циркуляцией теплоносителя становится менее производительной и более сложной в настройке и автоматизации управления. Часть энергии затрачивается практически впустую — на обеспечение естественной циркуляции теплоносителя по трубам. А в случае с электрическими котлами это становится непозволительной роскошью. Потребление самого насоса – значительно меньше подобных потерь. Так что и рассуждать особо не стоит – ставьте циркуляционный насос, и будете в выигрыше.

  • Электродные котлы не боятся перепадов напряжения в сети питания.

Да, действительно не боятся, но это в равной мере относится и к котлам с ТЭНами, и к индукционным. Падение напряжения всего лишь снизит мощность нагревателя в текущий момент, а превышение (в разумных пределах, конечно) им обычно не страшно из-за заложенного запаса надежности. В чем же здесь преимущество электродного?

Кроме того, перепады напряжения представляют серьезную угрозу не самим котлам, а тем самым блокам управления, электроника которых может быть чувствительна к таким скачкам. Так что от необходимости стабилизировать напряжение, подаваемое на котельное оборудование (по крайней мере – на его управляющие модули), электродный котел никак не избавляет.

Желаете стабильности в работе системы отопления? – Приобретайте стабилизатор напряжения для котла!

Существует несколько разновидностей подобных приборов. Какую модель выбрать, по каким критериям оценить, как посчитать необходимую вольт-амперную характеристику – обо всем этом в статье, посвященной стабилизаторам напряжения для газовых котлов.

  • Очередной тезис – электродный котел характеризуется очень низкой тепловой инертностью, что расширяет возможности очень точной настройки системы отопления.

Ой, а не наоборот ли? Как кажется, такое свойство, в сочетании с несложной системой управления может привести к слишком частым пускам и остановкам оборудования. Согласитесь, пользы в этом немного. Кроме того, инерционность системы зависит все же не только, и даже не столько от особенностей котла, сколько от характеристик теплообменных приборов, установленных в контуре.

А насчет простоты регулировки и управления – здесь все даже с точностью до наоборот. Загвоздка в том, что проводимость электролитов (в том числе и воды) очень сильно зависима от температуры. Причём зависимость эта – весьма сложная, нелинейная. Так что управлять, например, котлом с ТЭНом или индукционным – не в пример проще.

  • Применение электродных котлов не сопровождается ущербом окружающей среде.

Хорошее качество, но почему его приписывать только электродным? Да любой котел, использующий электроэнергию, не дает вредных выбросов в атмосферу или токсичных продуктов сгорания, опасных для здоровья проживающих в доме.

И, кстати, если уж на то пошло, то в этом плане именно электродные котлы – наименее благополучные среди всех остальных электрических. Для эксплуатации подобных систем зачастую используются специальные теплоносители с выверенным химическим составом, в который вполне могут входить не совсем «благоприятные» соединения. Существуют даже специальные правила  утилизации выработавших свой ресурс теплоносителей, с категорическим запретом их прямого выливания на грунт или в канализационные коллекторы.

  • Особым преимуществом выделяется доступная стоимость электродных котлов на фоне других электрических «собратьев».

Так ли однозначно? Да нет, если разобраться.

Да, сам по себе котел, ввиду несложности конструкции, обычно не особо дорог. Но давайте прибавим к этому еще и стоимость блока управления с термодатчиками, циркуляционный насос, расширительный бак, приборы группы безопасности. И вот только после этого сравним полученный результат с ценой электрического котла с ТЭНом, в конструкции которого все эти необходимые элементы уже предусмотрены. Предсказать «победителя» — довольно сложно.

Приобретать же только «голый» котел – совершенно бессмысленная и даже весьма опасная затея. Устанавливать мощный «кипятильник», не позаботившись о термостатическом управлении и обеспечении безопасности – это обрекать себя на сумасшедшие растраты и жить в постоянной опаске, что рано или поздно «рванет».

Стоимость самого котла, как правило, невысока. Но настроившийся на недорогую покупку клиент зачастую уже в магазине узнает, что потребуется приобрести и дополнительное оборудование, цена которого в разы выше.

Так что не попадайтесь в эту рекламную ловушку. Любой котел должен оцениваться по стоимости обязательно в совокупности со всеми необходимыми для его эффективной и безопасной работы приборами и устройствами.

Так ли серьезны отмечаемые недостатки электродных котлов?

Теперь перейдем к рассмотрению недостатков котлов электродного типа. Честно говоря, их им приписывают столько, и настолько серьезные, что без вдумчивого подхода у многих потребителей может создаться явно негативное отношение, которое сразу отвратит от подобной покупки. Но так ли все справедливо, а если и справедливо – настолько ли страшно?

  • Не всякая система отопления позволяет установить именно электродный котел – многое зависит от типа используемых или планируемых к монтажу радиаторов.

Это действительно так. Загвоздка в том, что коррозионные процессы, которые никак нельзя исключить в стальных или чугунных радиаторах, могут серьёзно изменить химический состав теплоносителя. Для других котлов – это не принципиально, а вот для электродных – чрезвычайно важно.

Чугунные батареи категорически противопоказаны в системах с электродным котлом. Малопригодными становятся и стальные радиаторы.

Чугунные батареи несовместимы еще по одно важной причине. Они – чрезвычайно теплоемкие и объемные, обладают выраженно высокой тепловой инерционностью. А в сочетании с особенностями электродного котла весьма вероятной становится ситуация, когда оборудованию придётся работать практически без пауз. То есть эксплуатация системы станет крайне затратной, без каких-либо выгод в плане улучшения комфортности.

Малопригодны в связке с электродным котлом и алюминиевые радиаторы, изготовленные из вторичного металла (переработка алюминиевого лома). Они намного дешевле, но во вторичном алюминии часто встречаются посторонние примеси, что может дать и внутреннюю коррозию, и нарушение оптимального химического состава теплоносителя.

Что остается в итоге? Или биметаллические радиаторы, или высококачественные алюминиевые.

  • Сразу есть смысл остановиться на втором важном недостатке – к теплоносителю в системе отопления с электродным котлом придется относиться по-особому.

Посудите сами – в обычных системах отопления основные требования ограничиваются высокой теплоемкостью и, если это необходимо – стойкостью к низким температурам (антифриз). Здесь же играет роль еще целый ряд критериев. В их числе – оптимальный для ионизации химический состав и сбалансированное сопротивление, так как недостаток проводимости может привести к тому, что ток и вовсе не пойдет через жидкую среду. Стало быть – и нагрева никакого не случится.

Самостоятельно подобрать сбалансированный состав теплоносителя для оптимальной эффективности работы системы отопления – весьма непростая задача. Причем, результаты могут быть неочевидны, то есть котел работает вроде бы как надо, но по итогам месяца или сезона выявляется совершенно ненормальный перерасход энергии. То есть по банальной причине недостаточного качества теплоносителя полностью «испарятся» все основные достоинства электродного котла.

Производители электродных котлов дают свои рекомендации по использованию специальных теплоносителей. А это – дополнительные затраты.

Многие производители подобного оборудования поставляют в продажу и теплоносители или специальные добавки для воды. И стоит это все весьма прилично. Мало того, игнорирование правилами использования теплоносителя указанного бренда вполне может стать поводом для прекращения действия гарантии на оборудование.

Ситуация усугубляется тем, что любой теплоноситель-электролит со временем растрачивает свои качества и требует замены. За этим тоже необходимо следить, то есть приглашать специалиста, каждый визит которого оборачивается дополнительными затратами. Да плюс стоимость нового объема теплоносителя…

Одним словом — есть над чем подумать.

  • Следующая особенность, тоже касающаяся теплоносителя – если устанавливается электродный котёл, то система отопления должна быть только закрытой, то есть с герметичным расширительным баком мембранного типа. А это автоматически подразумевает и наличие «группы безопасности» — предохранительного клапана и автоматического воздухоотводчика.

Это объясняется просто – следует исключить вероятность испарения дорогостоящего теплоносителя и возможное в связи с этим изменение концентрации содержащихся в нем солей, обеспечивающих необходимый уровень ионизации.

В обвязку электродного котла в обязательном порядке включается мембранный расширительный бак и «группа безопасности»

Впрочем, системы с открытым расширительным баком уже и так считаются «вчерашним днем». Куда удобнее и компактнее становится монтаж небольшого расширительного бачка.

  • Есть еще один «недостаток», приписываемый электродному котлу в связи с особенностью теплоносителя. Так, не рекомендуется производить забор горячей воды из системы для хозяйственных нужд.

Не знаю, но лично мне, как хозяину частного дома, сложно представить ситуацию, которая бы вынудила меня пользоваться водой из батарей (хотя у меня и обычный газовый котел). Существует немало других способов нагрева. Поэтому относить это к недостаткам электродного котла можно лишь с очень большой натяжкой.

  • Существует порог нагрева в системах с электродными котлами – температура не должна превышать 75 градусов.

Это действительно так. Дело в том, что при более высоких температурах резко изменяются токопроводящие характеристики теплоносителя-электролита. А  это вызывает совершенно не нужный расход электроэнергии, причем, не сопровождающийся адекватной тепловой отдачей. Работа попросту становится крайне неэкономичной.

Да, это недостаток. Но по правде говоря, и 75 градусов обычно «за глаза» хватает, чтобы обеспечить должный уровень отопления в частном доме.

  • Электродные котлы – это приборы с повышенным уровнем опасности поражения электрическим током. Наличие заземления для них является обязательным условием.

Первое утверждение – это из разряда «легенд», ничем не обоснованных. Ровно с такими же претензиями можно обратиться к другим электрокотлам, бойлерам, духовкам, плитам, чайникам в конце концов. Выведем за скобки самодельные котлы – уровень их безопасности на совести изготовителей. А вот все без исключения приборы заводского производства прошли необходимые испытания и имеют соответствующую сертификацию. То есть при соблюдении требований по монтажу и правил эксплуатаций (ничем, кстати, особо не примечательных), никакой «сверхъестественной» угрозы они не несут.

Насчет заземления. Да, требование является обязательным к исполнению. УЗО или дифавтомат в конкретном случае помощниками не станут – почти наверняка будут частные несанкционированные срабатывания защиты. Значит, без надежного заземления никак не обойтись.

Но тоже вряд ли это можно считать недостатком – почитайте инструкции любых мощных бытовых электроприборов, и убедитесь, что правило распространяется на большинство из них. То есть электродный котел в этом плане – отнюдь не «белая ворона». А коль в нашей статье идет речь именно о частных домах, то вопросами качественного заземления должен интересоваться любой хозяин, независимо от того, какое у него стоит отопительное оборудование.

Надёжное заземление – важный вопрос обеспечения безопасности

Хозяин частного дома, в котором еще нет контура заземления, просто обязан как-то раз все отложить в сторону, и вплотную заняться этим вопросом. Тем более – это не столь сложно, потребует не так много времени и средств. Подробнее об организации заземления в частном доме – в специальной статье нашего портала.

  • Электроды в котлах такого типа требуют частой замены.

Не похоже на правду. Можно привести множество примеров, когда они безотказно служат по многу лет. Другое дело, если такое мнение выразили те хозяева, что наплевательски относились к качеству теплоносителя. Тогда действительно может появиться слой накипи, значительно снижающий эффективность работы котла.

С другой стороны, любой электрический нагревательный прибора требует периодической замены «рабочего» элемента. И рассматриваемый нами котел не является исключением. Но и стоимость электродов, и несложный процесс их замены – вряд ли заслуживают столь пристального внимания, чтобы относить это к выраженным недостаткам.

  • Электродные котлы очень сложны в установке и отладке системы.

Противоречивое утверждение. Котлы очень компактны, и именно установка с обвязкой как раз никаких трудностей у мастеров, знакомых с сантехническими работами, не вызывает. Не скрывает никаких «подводных камней» и подведение линии питания необходимой мощности.

А вот насчёт отладки – весомая доля правды в этом есть. И об этом уже говорилось выше – главная проблема кроется в оценке оптимального химического состава теплоносителя и связанной с ним эффективности работы системы в целом. При составлении раствора и настройке «на глаз» вполне можно совершить серьёзную ошибку, которая потом выльется в немалые финансовые потери. Здесь требуется опыт, специальное диагностическое оборудование. То есть, скорее всего, не обойтись без приглашения профессионала.

*  *  *  *  *  *  *

С вопросами о достоинствах и недостатках закончим. Надо полагать, благодаря этому разделу статьи у читателя сформировалось определённое мнение об электродных котлах. И если перспектива его приобретения выглядит оправданной, то можно вкратце познакомится и с предположениями рынка.

Наиболее популярные модели, представленные на российском рынке

Несмотря на противоречивость мнений об этом оборудовании, электродные котлы пользуются довольно широкой популярностью. Соответственно, растет и ассортимент предлагаемых в продаже моделей.

И вот здесь уместно будет весьма приятное замечание о том, что электродные котлы – как раз тот случай, когда нет никакой особой необходимости изначально присматриваться к образцам импортного производства. Напротив, судя по отзывам, в этой сфере лидирующие позиции как раз занимает качественная отечественная техника.

Компаний, освоивших выпуск таких отопительных котлов, уже немало, но остановимся на наиболее популярных и авторитетных производителях.

Электродные котлы марки «Галан»

Московскую компанию «Галан» безо всякого преувеличения можно назвать первопроходцем в сфере выпусков котлов с таким принципом работы. Причем не в локальном понимании, а в более широком масштабе.

Первые электродные котлы она начала поставлять в продажу в уже далёком 1990 году. Ряд косвенных признаков позволяет с высокой долей уверенности предполагать, что в основу серийного производства легла конверсионная разработка, пришедшая от «оборонки». Котлы такого типа, в частности, широко применялись для нагрева воды на военных подводных лодках.

В ассортименте выпускаемой продукции марки «Галан» — и сами котлы трех типов, и все необходимое для их установки, контроля и управления, эксплуатации и обслуживания

Под маркой «Галан» выпускается три серии электродных котлов

  • Самый компактные – котлы серии «Галан-Очаг». Они представлены тремя моделями разной мощности – 3, 5 и 6 кВт. Работают от однофазной сети питания.
  • «Галан-Гейзер» — серия средней мощности, отлично подходящая и именно для систем отопления среднестатистических частных загородных домов. Котел может иметь мощность 9 кВт (возможны две модификации – для однофазной или трехфазной сети), или 15 кВт –только трехфазные.
  • Наконец, для больших особняков может потребоваться котел повышенной мощности. Это – серия «Галан-Вулкан», трехфазные котлы мощностью 25 и 50 кВт.

Помимо котлов, в ассортименте компании все необходимые приборы контроля и управления системой отопления. В частности, для приборов среднего класса рекомендуется блок управления «Навигатор» той или иной степени сложности. Но это – не единственный вариант: может быть и более «навороченная» комплектация, тем более что производитель постоянно работает над усовершенствованием этой управляющей аппаратуры.

Подробно с ассортиментом выпускаемой продукции и ценами от производителя можно ознакомиться на очень информативном сайте компании «Галан». Но при выборе модели котла не забывайте сразу оценить и стоимость необходимых приборов контроля и управления.

Видео: Презентационный ролик о продукции компании «Галан»

Электродные котлы «ЭОУ»

Это – тоже российская компания, а «загадочная» аббревиатура расшифровывается емким полным наименованием «Энергосберегающие отопительные установки». Продукция пользуется довольно широким спросом, причём не только в пределах России – успешно экспортируется и в ряд зарубежных стран.

Котлы «ЭОУ» представлены двумя типоразмерами – для однофазной и для трехфазной сети.

Две базовых модели электродных котлов «ЭОУ»

Однофазные модели могут обладать мощностью от 2 до 12 кВт ( с градацией по 1 кВт). А вот мощность трёхфазных моделей может достигать даже 120 кВт. Но при этом размеры моделей в каждой из линеек не изменяются.

Котлы считаются очень надежными – об этом говорит десятилетняя гарантия производителя. А вообще заявленный срок службы при соблюдении правил эксплуатации – не менее 30 лет.

Вместе с тем, цены на электродные котлы «ЭОУ» — из разряда вполне умеренных. Не поражает воображение и стоимость необходимых для эксплуатации щитов управления в базовой комплектации.

Котлы марки «Берил»

Это — латвийская компания, выпускающая довольно популярную марку электродных котлов и необходимого для их эксплуатации оборудования.

Сами котлы представлены двумя линейками моделей – однофазной и трехфазной. Их размеры показаны на иллюстрации ниже:

Котлы «Берил» представлены двумя базовыми линейками моделей

Однофазные модели могут обладать мощностью от 2 до 9 кВт. Мощность трехфазных доходит до 33 кВт.

Есть интересная особенность – в отличие от большинства своих «собратьев», электродные котлы «Берил» имеют блок коммутации сверху. Вроде бы мелочь, но все работы по профилактике, подключению или, скажем по замене электродов выполнять при таком расположении — значительно проще.

Потребителю предлагается весьма широкий ассортимент аппаратуры контроля и управления работой отопления – от несложных блоков с ручной регулировкой до современных электронных полностью автоматизированных систем, позволяющих выбирать наиболее оптимальный режим работы в зависимости от изменения текущих внешних условий. Вплоть до того, что некоторые модули управления оснащены симисторными блоками, которые способны не только оценивать условия в реальном времени, но и прогнозировать их изменения, внося корректировки в режим работы котла, что дает немалый эффект экономии.

Котлы «Берил» с интегрированным симисторным модулем управления

Кстати, выше по тексту упоминалось, что иногда делается акцент на то, что котлы не просто электродные, но именно ионные. Вот это – как раз тот случай. Некоторые модели блоков управления «Берил», по заверениям разработчиков, отлеживают качественные и количественные характеристики создаваемой ионной среды для выработки соответствующих корректив в текущий режим работы котла.

Существуют и другие марки, пользующиеся довольно высоким спросом. Например, «Градиент» (Россия), «STAFOR» (Латвия), «Форсаж» (Украина) и другие. Обо всех подробно рассказать – сложно, поэтому в статье были упомянуты те, что, как говорится, «больше на слуху».

ПРИЛОЖЕНИЕ: Как рассчитать потребную тепловую мощность для системы отопления?

Многочисленные рекомендации, что при подсчетах мощности исходят из соотношения 1 кВт на 10 м², все же не отличаются корректностью. Согласитесь, что такой подход не учитывает массу важных критериев – от климатических особенностей региона проживания и до специфики как самого здания, так и каждого его помещения в отдельности.

Поэтому предлагаем воспользоваться иным алгоритмом расчета. В его основе лежит оценка особенностей каждого из помещений, то есть результат получается именно для конкретной комнаты. Ну а затем несложно будет просуммировать полученные значения, чтобы получить итоговую мощность, необходимую для отопления всего дома или квартиры.

Проще всего – вооружиться планом своих жилых владений, составить таблицу, в которой построчно перечислить все помещения, которые будут отапливаться. А сам расчет для каждой комнаты времени много не займет, если вы воспользуетесь нашим калькулятором.

По ходу работы с калькулятором обычно вопросов не возникает. Но если появятся те или иные неясности – ниже приведены краткие пояснения по алгоритму расчета.

Калькулятор расчета тепловой мощности для отопления помещений дома или квартиры

 

Расчет проводится для каждого помещения отдельно. Последовательно введите запрашиваемые значения или отметьте нужные варианты в предлагаемых списках. Нажмите «РАССЧИТАТЬ ПОТРЕБНУЮ ТЕПЛОВУЮ МОЩНОСТЬ»

Площадь помещения, м²

Высота потолка в помещении

до 2,7 м2,8 ÷ 3,0 м3,1 ÷ 3,5 м3,6 ÷ 4,0 мболее 4,1 м

Количество внешних стен

нетоднадветри

Внешние стены смотрят на:

Положение внешней стены относительно зимней «розы ветров»

Уровень отрицательных температур воздуха в регионе в самую холодную неделю года

- 35 °С и нижеот - 30 °С до - 34 °Сот - 25 °С до - 29 °Сот - 20 °С до - 24 °Сот - 15 °С до - 19 °Сот - 10 °С до - 14 °Сне холоднее - 10 °С

Какова степень утепленности внешних стен?

Внешние стены не утепленыСредняя степень утепленияВнешние стены имеют качественное утепление

Что расположено снизу?

Холодный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемУтепленный пол по грунту или над неотапливаемым помещениемСнизу расположено отапливаемое помещение

Что расположено сверху?

Холодный чердак или неотапливаемое и не утепленное помещениеУтепленный чердак или иное помещениеОтапливаемое помещение

Тип установленных окон

Количество окон в помещении

Высота окна, м

Ширина окна, м

Несколько пояснений по работе с калькулятором

Для каждого из помещений необходимо последовательно указать запрашиваемые данные. Некоторые из значений (например, уровень зимних температур), понятно, будут общими для всех комнат.

  • Площадь комнаты и высота потолков – позволяет оценить объем помещения, который предстоит прогреть.
  • Чем больше в помещении стен, непосредственно контактирующих с улицей, тем выше теплопотери – это учитывается при расчетах.
  • Имеет значение и то, получают ли стены дополнительный тепловой «солнечный заряд», или же никогда не видят солнечных лучей.
  • Для домов на открытой местности, где чувствуется явное преобладание зимних ветров с конкретного направления, модно учесть и расположение внешней стены относительно этой «розы ветров». Понятно, что наветренная сторона всегда выхолаживается быстрее. Этот пункт можно и не указывать, например, если нет достаточной информации. Но тогда вычисления пойдет, как для наиболее неблагоприятных условий.
  • Следующий пункт – нормальный уровень температур для самой холодной декады зимы. Подчеркиваем – нормальный для данного региона, а не какая-то аномалия, которая случилась когда-то, и оттого, в принципе, и запомнилась.
  • Следует оценить степень термоизоляции внешних стен. Под полноценным утеплением принято понимать такое, что было проведено на основании теплотехнических расчетов в полном объеме. Средняя степень утепления – это примерно два кирпича кладки или 200÷250 мм бревна или бруса. А вот неутепленных стен быть и вовсе не должно – иначе электрический обогрев просто разорит хозяев.
  • Немалое количество теплопотерь приходится на полы и потолки. Поэтому в следующих двух пунктах необходимо будет указать, с чем «соседствует» помещение сверху и снизу.
  • Количество, размеры и качество окон – важнейшие критерии при расчете необходимой тепловой мощности. Следующие четыре пункта ввода данных уделены именно этому.
  • Наконец, если в комнате есть дверь, выходящая в холодное помещение или на улицу (балкон), то каждое ее открытие будет сопровождаться притоком холодного воздуха. На это тоже следует сделать поправку.
  • Итоговый результат покажет, какое количество тепла необходимо для полноценного обогрева, причем – для самых неблагоприятных условий. Понятно, что на такой мощности отопительное оборудование будет работать очень ограниченный срок, но тем не менее.

Полученное значение для комнаты поможет еще и правильно подобрать радиаторы отопления с нужной тепловой отдачей. Ну а после суммирования по всем помещениям — будет получен искомый результат для всей системы отопления в целом.

stroyday.ru

Вся правда про электродный котел.

Оглавление статьи

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:

 

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.

 

 

Поделись статьей!

znayteplo.ru

Сделать электродный котел просто: советы от мастеров

Смастерить электродный котел своими руками – еще один отличный способ сэкономить деньги на покупке дорогостоящего заводского котла. В прошлых статьях мы рассказывали о том, как изготовить тэновый электрокотел своими руками. Эта статья станет путеводителем для тех мастеров, которые решат оборудовать свой дом электродным (ионным) котлом. Имея достаточные навыки сварки, все необходимое оборудование, а также нашу статью-подсказку, вы отлично справитесь с задумкой. А теперь приступим!

Нужные материалы и инструменты

Назад к содержанию.

Сперва вам нужно провести ревизию арсенала своих подручных инструментов и материалов. Далее мы предоставим список того, что вам понадобится при работе. Ознакомьтесь с ним заранее, чтобы понять, чего же у вас не хватает.

  • Сварочный аппарат – как и обычно, мы рекомендуем сварочный инвертор. Несмотря на более высокую (по сравнению с другими видами сварочников) стоимость, он станет настоящей находкой для тех, кто еще только учится «варить» и планирует заниматься этим в дальнейшем (чтобы стоимость аппарата могла окупиться). Он оснащен 3мя полезными для новичков функциями (Hotstart, Arcforce и Antistick), которые существенно облегчают работу новичкам, не давая дуге потухнуть в начале работы или прилипнуть при слишком близком поднесении электрода к поверхности детали. А в принципе, подойдет любой тип сварочника, главное – чтобы вы умело и качественно им работали.
  • Стальная труба – она будет служить корпусом будущего котла. В принципе ее габариты остаются на ваше усмотрение, но специалисты рекомендуют остановиться на трубе с габаритами 10 см в диаметре и около 25-30 см в длину.
  • Стальной стержень – он будет играть роль одного из электродов. Длина стержня приблизительно 10-12 см.
  • Тройник – его диаметр должен соотноситься с диаметром корпуса котла: тройник нужно будет накручивать на трубу.
  • Муфта – с ее помощью котел будет монтироваться в систему отопления.
  • Изоляторы клеммовые и электродные.
  • Клеммы для заземления и нуля.
  • Болгарка

Устройство и принцип работы электродного котла

Назад к содержанию.

Электродный котел

Как вообще греет воду котел этого типа? Понятно, что классических нагревательных элементов в его конструкции нет. Чтобы понять суть его работы, обратимся за помощью к химии и физике, а именно – к процессу электролиза. Протекает он следующим образом: в воду с растворенными в ней солями погружены 2 электрода, каждый из которых имеет свой знак заряда (катод и анод). На оба электрода подается постоянный электрический ток. В результате этих манипуляций частицы солей (ионы), которые также обладают своим зарядом, будут притягиваться к определенному электроду.

Именно так и происходит в электродном котле: вся разница в том, что, в отличие от примера, на электроды подается переменный ток частотой 50 Гц. Это значит, что периодически (50 раз за секунду) ионы будут менять траекторию своего движения и притягиваться к проивоположному электроду. Можете представить как нагреется жидкость, в которой они находятся.

Вспомним также закон Ома: сила тока растет с уменьшением сопротивления (с учетом того, что напряжение остается неизменным). А так как способность воды проводить электроэнергию не так хороша (если сравнивать с такими материалами как алюминий или медь), то с увеличением силы тока увеличивается и температура нагрева воды.

От процентного содержания солей в воде зависит не только сила тока, но и мощность устройства. Это ясно видно из формулы:

P=U*I      (1)

P – мощность оборудования, Вт.

U – напряжение в сети (220В или 380В).

I – сила тока, А.

Коротко конструкцию заводского котла можно описать так: стальной корпус является одним из электродов. Внутри находится стержень металлический, который играет роль другого электрода. К каждому подведен свой контакт (провод). Не стоит забывать и о заземлении котла – оно обязательно!

Теперь вы примерно знаете что же от нас в дальнейшем потребуется. Обратимся чуть подробнее к преимуществам и недостаткам устройства.

Количество соли в жидкости вы сможете узнать из паспорта заводского котла, который подходит вам по параметрам.

Плюсы и минусы самодельного электродного котла

Назад к содержанию.

Теперь разберемся, а стоит ли этот котел затраченных на него трудов и материалов. Чем он так хорошо и убедителен?

Плюсы

  • Высокий КПД – благодаря простой и эффективной работе практически вся затраченная электроэнергия превращается в тепло: КПД составляет 98%.
  • Компактные размеры – длина котла не превышает 50 см, но монтируется непосредственно в систему отопления. Это очень удобно, особенно для домов, где очень мало свободного места.
  • Высокая надежность прибор – все остальные котлы нельзя включать при отсутствии воды внутри, иначе моментально возникнет перегрев системы Так называемый «сухой ход» им нестрашен, так как без воды процесс нагрева будет просто невозможен.
  • Падение напряжения не отключит прибор – котел будет продолжать греть воду, просто с меньшей мощностью (см. формулу 1).
  • Экономичность – по сравнению с теми же тэговыми устройствами, электродные потребляют примерно на 15-20% меньше электроэнергии.

Минусы

  • Высокие требования к теплоносителю – как вы уже поняли, вода должна иметь определенное значение сопротивления, иначе мощность устройства не выйдет на нужный уровень.
  • Обязательное заземление – из-за риска накапливания статического электричества котел и всю систему нужно заземлить, иначе это грозит поражением током.
  • Большое потребление электроэнергии.
  • Обязательна установка приборов контроля за работой системы – это является одной из причин повышения себестоимости котла.
  • Электродный котел подходит не для всех типов радиаторов – об этом нюансе мы поговорим подробнее далее в статье.

Этапы изготовления электродного котла

Назад к содержанию.

Схема подключения электродного котла
  1. Определитесь какую именно схему вы хотите видеть у себя в доме: одноконтурную – только для отопления дома, или двухконтурную – может не только отапливать, но и греть воду для системы ГВС.
  2. Создание и монтаж котла, его подсоединение к системе.
  3. Первичное наблюдение за перемещением теплоносителя в системе и поддержание характеристик на заданном уровне.
  4. Выбор материала батарей, которые подходят для электродного котла.
  5. Автоматизация работы агрегата.

Это общая схема работы, которой необходимо придерживаться. Ниже мы поэтапно и подробно распишем вам как сделать электродный котел.

Эскиз электродного котла

Шаг 1. Возьмите стальную трубу, которая подбиралась как будущий корпус котла, и с одного торца насадите муфту, а с другого – тройник. Плотно закрутите их, чтобы при дальнейшей эксплуатации не было утечек.

Тройник – именно та деталь, через которую теплоноситель будет поступать в систему для нагрева и подаваться з котла в отопительную систему.

Шаг 2. Возьмите электрод и ставьте его в корпус будущего котла с торца тройника. Важно, чтобы он располагался неподвижно: для этого и послужит изолятор. С его помощью четко закрепите электрод в выбранном положении.

Вам может пригодиться обычная заглушка от биметаллического радиатора. Используя ее, можно хорошо изолировать электрод, чтобы не было контакта между ним и корпусом. Для этого достаточно будет просверлить в заглушке отверстие, а окончательную фиксацию произвести обычной гайкой.

Изолятор – важная деталь конструкции, так как он еще и герметизирует корпус котла. Поэтому, если вы не уверены в своих силах по изготовлению изолятора, то лучше обратиться к квалифицированному специалисту.

Перед тем как заварить конструкцию, добавьте внутрь около 0,7 литров жидкости.

Шаг 3. Приварите к трубе (корпусу) устройства 2 стальных болта (М8 или М10 будут оптимальным выбором). Они будут вам нужны для крепления проводом заземления и нулевого. Места контакта обязательно заизолируйте: они могут стать причиной удара током  при случайном касании.

Шаг 4. Установите котел в систему отопления и подключите его.

Особенности монтажа самодельного индукционного котла

Назад к содержанию.

Монтаж электродного котла

Технологический процесс установки котла также отличается своими нюансами.

Нельзя использовать УЗО во время установки электродного котла. Это может стать причиной повышенной угрозы удара током со стороны котла. Дело в том, что в процессе работы будет образовываться электролизный газ (возникает при пропускании тока через воду). Он тормозит работу системы, а значит, периодически нужно будет удалять излишки газа из системы.

Поэтому, для безопасности работы вам необходимо установить в системе следующие элементы:

— Автоматические клапаны для удаления воздуха;

— Предохранительный клапан;

— Манометр – подключается к системе с помощью трехходового крана. Используя манометр, вы можете контролировать мощность своего устройства.

— Расширительный бак;

— Запорная арматура.

Несколько советов по установке

  • Устанавливайте котел только вертикально – это обусловлено особенностями конструкции. А для безопасной работы крепить к стене его нужно отдельно от остальной системы. Будет лучше, если последние 1,5 метра системы труб будет выполнена из металла (оцинковка также нежелательна). Материал изготовления остальной системы уже неважен.
  • Провод для заземления лучше брать из меди с диаметром 0,4 мм и сопротивлением 4 Ом. Он подключается к нулевой клемме, расположенной чаще всего в нижней части котла.
  • Обязательно прочистите систему перед монтажом котла. Для этой цели можно использовать специальные средства, которые также указаны в паспорте любого заводского электродного устройства.

Максимальная температура нагрева этого котла составляет 120˚С, что является отличным показателем. Так как система является герметичной, то шанс возникновения коррозии очень мал.

Варианты подключения котла

Назад к содержанию.

Подсоединить котел можно также по-разному. И способ напрямую зависит от роли котла в вашей системе, ведь его можно использовать не только для отопления, но и,  к примеру, как проточный водонагреватель – просто для нагрева воды. В связи с этим выделяют 4 схемы:

— однофазное или трехфазное подключение – когда котел будет использоваться как единственный источник тепла;

— одновременно с другими отопительными устройствами – в таком случае котле будет запасным вариантом;

— монтаж и подсоединение узлов автоматического контроля.

Ввод в эксплуатацию самодельного электродного котла

Назад к содержанию.

Как мы уже сказали, мощность нашего котла напрямую зависит от концентрации солей в теплоносителе. Вот мы сделали котел, примерно рассчитали и засыпали соль в воду. А вдруг нам нужно больше/меньше мощности? Поэтому нужно знать как наладить рабочую мощность устройства.

Идеальный случай – использование изначально дистиллированной или дождевой воды. Она имеет минимальное количество вредных примесей и взвесей. Если у вас ее нет, то просто на несколько дней дайте отстояться обычной воде, а потом аккуратно слейте отстоявшуюся чистую воду.

Итак, нам потребуется:

— амперметр;

— сода;

— шприц;

— любая емкость.

  • Согласно приведенной схеме ориентировочная мощность котла, получившегося в итоге, составляет около 4 кВт. Это означает, что 4000 Вт/220В=18 А – такая сила тока должна быть в цепи.
  • Подсоединяем амперметр к проводам, параллельно смешиваем состав воды и соды в подготовленной для этого таре. Соотношение должно быть 1/10 – на одну часть соды добавляем 10 частей воды.
  • Далее шприцем добавляем воду в котел (через расширительный бачок). После чего разогреваем систему с котлом, выводя ее на рабочий уровень, и внимательно следим за показателями амперметра. Потихонечку добавляйте соды в систему, но не увлекайтесь!

Помните, что это очень долгий процесс, поэтому нужно быть терпеливым. Система должна быть прогрета. Прекращайте добавлять соду только после того, как на экране покажутся цифры 16-17А. Дальше продолжать не надо, иначе систему разорвет от избытка газа.

Как радиаторы подходят для электродного котла?

Назад к содержанию.

Как мы уже сказали ранее, к их выбору нужно отнестись ответственно, ведь их характеристики зависят от многих параметров.

Во-первых, от мощности котла. Можно опираться на следующее правило: на 1 кВт мощности должно приходиться около 8-9 литров теплоносителя.

Не нужно наливать теплоносителя с запасом – это не приведет к положительным результатам. Котел будет просто вынужден потратить больше энергии для нагрева жидкости до той же самой температуры. Итог: лишние траты.

Отдельно стоит поговорить о материале радиаторов. Оптимальным выбором биметалл или алюминий. На рынке радиаторов сейчас представлен большой выбор устройств из этого материала.

Почему не рекомендуются батареи из другого материала? Все просто. Остальные содержат слишком много примесей, которые быстро попадут в систему и негативно скажутся на КПД работы.

Изготовление электродного котла своими руками: видео

Назад к содержанию.

Вам будет весьма полезно глянуть представленные ниже 5 уроков по выполнению котла своими руками:

Заключение

Назад к содержанию.

Подведем же итог: выгодно ли самостоятельно делать котел электродного типа и устанавливать в своем доме?

  • Высокая эффективность работы при малых габаритах позволяет эффективно отапливать дома малой и средней площади (до 90-100 кв.м.)
  • Если вам нужно отопить большую площадь, то это также можно организовать, просто сделав систему из нескольких таких котлов. Кроме того вам не потребуется разрешение инспекции по монтажу этих котлов.
  • Невысокая себестоимость изготовления котла.

Удачи!

bulkaet.ru

инструкция по монтажу своими руками, видео, цена, фото

Электродные котлы в системах электрического отопления применяются не так часто из-за их высокой стоимости по сравнению с обычными ТЕНовскими котлами, в основном монтируются в качестве дополнительной системы отопления.

Характеристики

Принцип их действия построен на процессе распада молекул воды под воздействием электрического тока с использованием ее в качестве теплоносителя и нагревательного элемента одновременно.

Плюсы

Электродные котлы отопления бытовые имеют свои преимущества:

В системе предусмотрено автоматическое отключение при утечке воды или при коротком замыкании в сети, что исключает работу в аварийном состоянии.

Электродные котлы  отопления современного заводского производства происходят от продуктов оборонной промышленности – аналогичных котлов, что монтировались на кораблях и подводных лодках, а впоследствии стали конверсионным продуктом и выпускаются под названиями «Галан» в России или «Обрий» в Украине.

Кстати, отечественный производитель стал первым в мире по выпуску котлов электродного типа с отличными техническими характеристиками.

Потребление электроэнергии электродным котлом и сезонные колебания температур

Минусы

Электродное отопление применяется чаще всего, если нет возможности газификации дома, так как в сравнении с газовым отоплением, оно дороже примерно в два раза в эксплуатации.

Кроме того, система отопления с использованием электродных котлов имеет ряд недостатков, среди которых:

  • плохая совместимость с различными видами труб и радиаторов;
  • необходимость поддержания постоянного сопротивления энергоносителя;
  • необходимость заземления самого котла и всей системы электрического отопления из-за возможности накопления статического напряжения.

Недостатки эти нельзя считать значительными, устранить их несложно. При этом существует необходимость монтажа приборов автоматического контроля за системой, что приводит к удорожанию стоимости и ставит электродные котлы на уровень цен твердотопливных и газовых котлов для отопления частного дома.

Изготовление электродного котла своими силами – просто и эффективно

Изучение тепловой схемы отопления дает возможность делать  электродные котлы отопления своими руками.

Тут нужно рассмотреть принцип действия и свойства участвующих элементов, а именно:

  • электрод;
  • вода;
  • приборы контроля и автоматики.

Вода при нагревании теряет сопротивление и выделяет энергию вследствие расщепления молекулы воды под воздействием электрического тока, увеличивается в объеме и работает для обогрева объемов помещения.

Это явление и его последствия хорошо изучены, поэтому в настоящее время в котлах используется не обычный состав воды, а специально предназначенный дистиллированный, для увеличения продолжительности работы.

Подключение однофазного котла с управлением автоматикой

Инструкция, данная одним из авторов, запатентовавших свой вариант такого электродного котла, подскажет, как расчет необходимого количества тепла и мощности нагрева теплоносителя приводит к выбору тепловой схемы отопления. Она приведена на видео .

Конструкция электродного котла очень простая. Поломки внутренних частей практически исключены, поэтому долговечность работы на много лет превосходит ТЕНовские котлы, ресурс которых исчерпывается, во-первых, регулярно, во-вторых, достаточно непредсказуемо.

Цена электродного котла, сделанного по авторской методике, в разы ниже такого же варианта заводского изготовления.

Однако заводской электродный котел также весьма экономичен в эксплуатации за счет применения низкокалорийного топлива и хорошей системы автоматизации работы. При этом техническое обслуживание не требуется, издержек эксплуатации никаких.

В зависимости от конкретных потребностей существуют различные схемы подключения котла в общую систему:

  • параллельно с другими котлами;
  • однофазного;
  • трехфазного котла;
  • подключение блоков регулировки и автоматического контроля.

Электродный котел может быть использован как для отопления, так и для нагрева воды в ванных комнатах и кухнях для бытовых потребностей. Вот схемы подключения для разных случаев применения.

Подключение электродного котла в качестве проточного водонагревателя

Этапы

Последовательность работ при изготовлении электродного котла своими руками следующая:

  • планирование схемы работы отопительной системы. Возможна одноконтурная схема, применяемая для отопления, или двухконтурная – для обеспечения горячей водой и отоплением;
  • установка и заземление котла для нейтрализации статического электричества;
  • обеспечение циркуляции воды посредством повышения температуры ее нагрева;
  • применение эффективных материалов батарей, хорошо взаимодействующих с теплоносителем;
  • уровень автоматизации подачи тепла регулируется устройством измерения температуры в помещении.

Подключение котла без принудительной рециркуляции

Совет. При использовании данной схемы  подключения котла  обратите внимание на указанные  углы наклона и диаметры водопроводных труб, так как это обеспечит правильную циркуляцию.

Заключение

  • Экономичность электродных котлов при большом объеме обогрева дает возможность производить их небольших физических размеров, что является дополнительным удобством и средством быстрой подачи тепла внутрь помещений.
  • При необходимости обогрева больших объемов можно сконфигурировать несколько котлов в любом порядке для получения необходимых выходных характеристик.Дополнительное преимущество их в том, что электродные котлы разрешено устанавливать и монтировать без инспекции котлонадзора.
  • Достижение высокой экономичности оборудования в производстве тепла – лишь, часть задачи по обогреву помещений в холодное время года.Другой стороной вопроса является низкий расход тепла на обеспечение комфортного микроклимата в помещениях различного назначения, в местах пребывания людей и техники.
  • Это забота о хорошей теплоизоляции и энергосберегательных технологиях в строительных конструкциях, высоком качестве строительства в целом.

Вследствие поиска вечного обогревателя для помещений, человечество, кажется, нашло его в виде электродного котла – простого и экономичного оборудования для отопления и водонагрева, посредством самого древнего нагревателя и теплоносителя – простой воды.

В который раз, энергия воды дарит человечеству мощный источник развития и движения, на этот раз – тепла.

загрузка...

otoplenie-gid.ru

Электродные котлы отопления, ионные, катодные, анодные

Существует множество способов отопления своего жилья при помощи электрической энергии. Однако обычно на ум приходит такой вариант, как котел, работающий на водяном ТЭНе. Принцип работы здесь состоит в том, что нихромовая нить внутри имеет высокое сопротивление, она нагревается и передает тепло наполнителю трубы, потом – металлической оболочке и воде. Но почему бы не сделать этот процесс еще проще? Ведь можно без посредника при помощи примитивных электродов из двух бритвенных лезвий присоединить к ним провода и подключить электрическое питание. Именно так и возникли электродные котлы отопления.

Электродные котлы отопления

Как появились электродные котлы

Такие устройства, как электродные котлы отопления, были созданы еще в середине прошлого столетия предприятиями оборонного комплекса для подводного флота Советского Союза. В частности – это было для того чтобы производить отопление отсеков подводных лодок, которые имели дизельные двигатели. Такой прибор по тем временам полностью соответствовал всем условиям заказа подводного флота. Ведь устройства имели довольно маленькие размеры, если сравнивать их с обычными котлами. Им не требовалась вытяжка, при работе такие устройства не шумели. При всех достоинствах они эффективно нагревали носитель тепла, а стоит заметить, что использовалась для этого морская вода. Далее к 90-тым годам заказы для оборонного комплекса уменьшились в объемах, так, и потребности военного флота в таких котлах прекратились.

Самая первая так называемая гражданская версия электродного котла отопления была создана инженерами – А.П. Ильиным и Д.Н. Кунковым. На свое изобретение инженеры получили патент в 1995 году.

Таким образом, мы видим, что электродные котлы современного вида – это устройства, которые были доведены до совершенства относительно недавно. В современности такие приборы пользуются популярностью в бытовых условиях, как показывают отзывы о них.

Современные электродные котлы отопления

В чем заключается принцип работы

Ионные котлы отопления работают на основе прямого взаимодействия теплоносителя, который занимает пространство между анодом и катодом, и электрического тока. После того, как электрический ток проходит через носитель тепла, положительные и отрицательные ионы начинают хаотично двигаться. Положительные движутся к отрицательно заряженному электроду, а отрицательные – к положительно заряженному. Благодаря тому, что ионы постоянно двигаются в этой среде и встречают сопротивление, теплоноситель нагревается быстро. Этому способствует то, что электроды постоянно меняются ролями – каждую секунду полярность их изменяется 50 раз: так, каждый электрод 25 раз будет анодом и 25 – катодом в течение 1 секунды. Они подключены к переменному току частотой 50 Гц.

Принцип работы электродного котла

Заметим тот факт, что именно благодаря такой частой смене заряда у электродов вода не раскладывается на кислород и водород – для электролиза требуется постоянный ток. С тем, как растет температура в котле, повышается давление. Именно оно вызывает такой процесс, как циркуляция носителя тепла по контуру отопления. Таким образом, электроды в емкости котла не участвуют непосредственно в нагревании воды и не нагреваются сами.

Отметим также то, что важным условием для корректной работы котла является омическое сопротивление воды на уровне, который не превышает 3000 Ом с температурой 15 градусов.

Для этого носитель тепла должен иметь в составе определенное количество солей, ведь не стоит забывать, что первоначально такие котлы использовали именно морскую воду. Так, если вы зальете туда дистиллированную воду, то нагреть ее не получится, так как просто-напросто не будет электроцепи между электродами.

Характеристики электродных котлов отопления

Электрические электродные котлы отопления обладают некоторыми положительными свойствами:

  • Прежде всего, это высокий КПД, стремящийся к 100%.
  • Довольно маленькие размеры при высокой мощности, если сравнивать с другими видами котлов.
  • Не требуется наличие такого элемента, как дымоход.
  • Котел может сам поднять давление в системе отопления.
Электродный котел занимает очень мало места
  • Нет опасности аварии, когда недостаточно теплоносителя в котле. Он просто остановит свою работу, так как не будет электроцепи между электродами.
  • Благодаря малой инертности есть возможность эффективно управлять температурными режимами в то время, как котел работает с автоматикой. В результате – работа котла становится менее затратной, так как температура в помещениях всегда будет на том уровне, который задан контроллеру.
  • Перепады в напряжении не страшны ионному котлу – просто изменится его мощность.
  • Это еще и выгодно, и практично – ионные котлы отопления, технические характеристики их позволяют устанавливать их как дополнительный источник тепловой энергии, а также есть возможность ставить несколько таких котлов одновременно.
  • Такие котлы являются безопасными для экологии.

Но стоит выделить несколько недостатков электродных котлов:

  • Электродный котел отопления потребляет только переменный ток, а при постоянном будет электролиз воды.
  • Нужно соблюдать высокие требования к электролитическим характеристикам носителя тепла. Если они изменятся – качество работы котла, то есть, выработка тепла, будет снижено.
  • Такой котел требует обязательного заземления, собственно, как и любой котел с ТЭНом.
  • Температура нагревания носителя тепла не должна быть более 75 градусов, так как энергопотребление котла значительно повысится.
  • На электродах может появиться накипь, вследствие чего мощность котла может стать ниже.
Накипь приводит к разрушению ТЕНов
  • Необходимо оснащать отопительную систему насосом циркуляции.
  • Из-за переменного тока электроды изнашиваются, поэтому придется их менять.
  • Если отопительный контур завоздушиться, процесс коррозии только ускорится.
  • Если ваша система одноконтурная, то нагретую воду нельзя будет использовать для бытовых целей.
  • Работы по устройству и наладке таких котлов требуют привлечения специалистов.
  • Теплоноситель для электродных котлов отопления в процессе работы будет иметь разную электропроводность, которую нужно будет контролировать. Для этого потребуются знания и оборудование.

Что следует знать

Когда вы создаете отопительную систему, которая будет использовать катодные котлы отопления, стоит обратить внимание на несколько аспектов:

  • Потребление электрической энергии таким котлом будет во многом выше, если вы установите котел в ранее используемую систему. Лучше всего ставить электродный котел в такую систему, которая создана специально под него.
  • Если вы будете использовать антифриз в качестве теплоносителя, то нужно особенно уделить внимание разъемным соединениям, так как антифриз имеет более высокую текучесть, чем вода.
  • Все трубы в системе следует обернуть теплоизоляционным слоем – так  анодные котлы отопления будут работать более эффективно.
  • Если радиаторы находятся на разных этажах в здании, то более эффективным будет такой вариант, как установка независимых ионных котлов для каждой группы.

Для любителей нетрадиционных систем отметим, что электродные котлы отопления своими руками или фабричные – не подойдут для систем Теплый пол и Теплый плинтус. Температура в таких системах не должна быть более 45 градусов – поэтому котел не сможет дать полную отдачу.

otoplenie-doma.org


Смотрите также