Электрокотлы ионные для отопления частного дома. Электрический ионный котел для системы отопления

Электрические котлы делятся на три группы: ТЕНовые, индукционные и электродные (ионные). В последних не используются традиционные нагревательные элементы, а источник энергии - ионы воды (теплоносителя), быстро перемещающиеся между анодом и катодом. Непосредственный разогрев жидкости - исключительное преимущество технологии, а положительные отзывы специалистов об электродных котлах стимулируют рост их популярности.

  • Плавное нарастание потребляемой мощности, снижающее нагрузку на электрическую сеть.
  • Ускоренный разогрев воды.
  • Бесшумность работы.
  • Гибкость регулировки параметров.
  • Увеличенные сроки эксплуатации.
  • Значительные площади обогрева.
  • Высокий КПД.
  • Безопасность при исчезновении теплоносителя из системы.

Принципы функционирования и конструктивные особенности

При прохождении переменного тока через воду, ее молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы, стремящиеся к электродам противоположной полярности. Перемещаясь между анодом и катодом, частицы преодолевают омическое сопротивление жидкости, разогревая ее. С ростом температуры снижается плотность раствора, а потребляемая котлом мощность плавно нарастает. В теплоносителе всегда должна присутствовать определенная концентрация солей, создающая нужную удельную плотность, иначе возникнет эффект дугового пробоя. Поэтому в мягкую воду следует добавлять некоторое количество поваренной соли. Так как котлы питаются переменным напряжением, не происходит явление электролиза, а в системе не образуется накипь.

Конструкция электродного котла проста. Его корпус - цельная стальная труба, покрытая изолирующим слоем полиамида. На внешней части находится входной и выводящий патрубок для жидкости, а также клеммы подключения фаз, нуля и заземления. Внутри котла вмонтирован один или несколько электродов, закрепленных полиамидными гайками. Классический электродный котел - это цилиндр, шириной около 32 см, высотой 60 см и весом примерно 12 кг. Самыми бюджетными являются промышленные системы, применяемые в помещениях, площадью до 120 м². Наибольшую производительность имеют трехфазные котлы, способные отопить объем до 1600 м³. Устройства мощностью 9 кВт уже требуют подключения к 3-х фазной сети.


Мнения владельцев

«Практически все отзывы об электрическом котле Галан Очаг 3 кВт указывали на его низкое энергопотребление, качественный блок управления и невысокую цену, поэтому установил его у себя в квартире (площадь 45 м²). Результатом доволен, но рекомендую использовать в комплекте с циркуляционным насосом для теплоносителя Grundfos 25-40».

Григорий Тучемский, Киев.

«На даче (220 м²) смонтировал котел Обрий-15. Понравились отзывы о качественных блоках управления. Установил оборудование с теплообменником. Вода стала нагреваться быстрее, а оплата за электроэнергию снизилась примерно на 45 %. Если включать только ночью (по льготному тарифу), то экономия станет ощутимей».

Николай Яреськин, Ростов-на-Дону.

«С женой решили модернизировать систему отопления и установили котел Луч. У нас 2 этажа (площадь 150 м²), поэтому остановился на мощности 15 кВт. Залил теплоноситель, добавил соли по инструкции и отзывам владельцев, проверил токовыми клещами. В морозы (– 25 ºС) устройство потребляло до 1300 кВт, а в остальное время - намного меньше. Правда, в некоторых комнатах мы приглушали радиаторы».

Федор Рыбников, Пенза.

«Заменил газовый Vissmann 12, который использовал пять лет, на котел Галан Гейзер-9. В суровые зимы я расходовал значительное количество газа, а положительные отзывы о котлах Галан на сайте компании обещали до 30 % экономии. Стены дома - 50 см, утеплены. Квадратура - 95 м², высота потолков на первом этаже 2,8 м, на втором - 2,5 м. Сам готовлю теплоноситель. Котел окупил все вложения за пол года. Средний расход в месяц - 1400 кВт».

Виктор Зелинский, Хмельницкий.

«Установил у себя в доме (площадь 60 м², потолки 2,7 м) котел ION-6, о работе которого нашел много хороших отзывов. Благодаря встроенному климат-контролю, он включается 4 раза в сутки примерно на 40 мин. В комнатах поддерживается +23 ºС (на улице -2 ºС). За месяц нагорает от 300 до 350 кВт. Очень доволен».


Михаил Шубин, Ярославль.

Критерии выбора и особенности применения

Качество работы отопления определяется компенсацией тепловых потерь помещения. При этом электродный котел должен вырабатывать достаточно жидкости необходимой температуры. Устройство интеллектуального управления, анализируя эффективность работы системы и зная коэффициент теплопередачи радиаторов, меняет режимы функционирования, регулируя нагрев теплоносителя. По отзывам и советам мастеров, выбирать котел следует, исходя из параметров:

  • Для обогрева 1 м³ объема резервируют не менее 30 Вт нагревательного оборудования.
  • Его мощность не может быть ниже суммарных тепловых показателей всех панелей (секций) радиаторов.
  • На 1 кВт надо предусматривать не более 12 л циркулирующей воды.

Специалисты знают, чем хорош котел отопления: он легко встраивается в уже готовые системы. Правда, перед этим надо выполнить ряд профилактических мероприятий: промыть каналы движения жидкости и обеспечить ее надежную фильтрацию.

Популярные модели

Рынок котлов в основном представлен брендами Галан, ЭОУ, ION и Обрий. Бюджетная линейка Галан включает однофазные устройства семейства Очаг (от 2 до 6 кВт), трехфазные Гейзер и Вулкан (20–50). С их помощью можно отапливать помещения, объемом от 80 до 1650 м³. Компания разработала фирменный теплоноситель Поток, заслуживший положительные отзывы от пользователей и препятствующий появлению в системе коррозии и накипи. Объективный обзор электродных котлов отопления компании Галан подтверждает, что их сильные стороны - низкое энергопотребление, малая чувствительность к скачкам напряжения, наличие в комплекте поставки датчика температурного контроля и невысокая цена, которая варьируется в пределах от 4500 до 8700 рублей.

Котлы ЭОУ проточного типа предназначены для обогрева помещений, площадью до 2400 м². Однофазные имеют показатели мощности от 2 до 12 кВт, а трехфазные - от 6 до 120. Технические характеристики электродных отопительных котлов ЭОУ указывают на их высокую производительность, а эксперты в отзывах обращают внимание на способность работать в замкнутых системах без циркулярных насосов. Дополнительные особенности - трехступенчатая регулировка мощности и наличие до 9 электродов. Стоимость моделей ЭОУ лежит в диапазоне от 4500 до 46000 рублей.

Электродные котлы ION разработаны для обогрева небольших площадей до 750 м². В системах верхней ценовой категории используются переключаемые уровни мощности. Однофазные (2–12 кВт) стоят от 5500 до 7000 рублей, а трехфазные (до 36 кВт) - от 9000 до 12000. Линейка Обрий представлена котлами с одним или тремя электродами с возможностью пошаговой регулировки мощности 12/24/36 кВт, способными отапливать площади от 40 до 750 м². Первые питаются от электросети 220 В, а вторые - 380 В. Теплоносителем служит вода с добавлением каустической соды. Цена оборудования лежит в диапазоне от 17500 до 45000 рублей.

Преимущества и недостатки

Анализируя отзывы покупателей об электрических котлах ионного типа, можно сделать вывод, что их достоинствами является:

  • Высокая надежность (отсутствуют нагревательные элементы, способные перегореть).
  • В котлах невозможен режим «сухого хода» (теплоноситель является одним из звеньев цепи и движение тока прекращается при исчезновении воды из контура).
  • Мягкие требования к качеству электрической сети.
  • Низкая чувствительность к перепадам напряжения.
  • Небольшие габариты котлов в сравнении с другими видами одинаковых по мощности устройств.
  • Слабая инертность, позволяющая быстро разогревать теплоноситель до необходимой температуры.
  • Простота изготовления и низкая стоимость.

К слабым сторонам относят:

  • Износ электродов, вызванный применением переменного напряжения и требующий их периодической замены (1 раз в 4 отопительных сезона).
  • Зависимость мощности котла от концентрации солей в воде, вынуждающая заливать в систему специальные растворы.
  • Использование в некоторых моделях циркулярного насоса, регулирующего скорость протекания теплоносителя.
  • Высокие требования к электрической безопасности электродных котлов и невозможность использования УЗО.
  • Необходимость постоянного контроля тока нагрузки.

Статьи

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩЕГО ЭЛЕКТРОДНОГО ОТОПИТЕЛЬНОГО КОТЛА "ION"

Электродные котлы "ION" является лучшим решением для автономного отопления дома. "ION"обладает рядом значительных преимуществ:
оснащение датчиком автоматического контроля температуры нагрева;
КПД близок к 100 (98-99%);
низкая инертность дает возможность быстро запускать систему отопления до нужной температуры, а также результативно использовать автоматическую систему управления;
малая чувствительность к перепадам напряжения - при изменении напряжения меняется только мощность отопительной установки, но его работа продолжается;
электродный котел имеет сравнительно небольшие габариты;
небольшое энергопотребление - теплоноситель греется за считанные минуты полным объемом;
не требует дополнительного согласования на монтаж и эксплуатацию с органами котлонадзора.

Электродный котел "ION" - это установка прямого действия (без использования промежуточных комплектующих). Нагрев жидкости получается вследствие протекания электротока через теплоноситель. Действие нагрева наступает благодаря неупорядоченному движения ионов жидкости-теплоносителя от катода к аноду с частотой 50 колебаний в секунду (отсюда второе название электрокотлов - ионные котлы). Хаотическое движение ионов приводит к максимально быстрому увеличению температуры теплоносителя.

Электрические котлы "ION" имеют следующие преимущества:
наслоения твердых отложений (накипи), на электродах и стенках котла неприводит к деструкции самих электродов или агрегата в целом, а лишь ослабляет его мощность.
Включенный ионный котел в режиме «сухой ход» (отсутствие теплоносителя в котле, в следствии вытекания) абсолютно безопасен, нет проводника между катодом и анодом - нет нагрева, и котел не выйдет из строя.
не наблюдаются процессы окисления по причине частой смены полярности электродов (анода с катодом).

Электрокотлы "ION" гораздо компактнее, чем, например, ТЭНовые. Электродные котлы "ION" лидеры в сфере энергосберегающих технологий, Класс энергопотребления - А. Гарантийный срок использования 3 года, но на самом деле "ION" может использоваться не менее 10 лет, благодаря очень надежной конструкции. Новый сплав электрода, который производится благодаря новейшим технологиям позволяет его эксплуатировать до 30 лет. Популярнисть электродной автономной системы отопления жилых домов выросла в последние пять лет в три раза за счет своей экономичности и соотношению цена - качество.

Ионные котлы имеют еще одно бесспорное преимущество по сравнению со своими «конкурентами» - они не требуют переоборудования существующей отопительной системы, и легко монтируются в готовую систему отопления.

Характеристики электродных котлов "ION":

1. Один киловат мощности "ION" отапливает 60 куб. м. или (20 кв. м при высоте потолка до 3 м.)

2. Продолжительность работы "ION" в системе водяного отопления от 1 до 8 часов в сутки в зависимости от температуры окружающей среды (автоматический режим работы с датчиком-реле температуры), поэтому при отоплении площади от 40 до 750 кв. м. потребление электроэнергии в сутки составляет от 2 до 288 кВт / ч
(в зависимости от модификации, смотрите таблицу характеристик).

4. "ION" во время эксплуатации в системе водяного отопления осуществляет подъем нагретого теплоносителя на высоту от 3 до 24 метров (в зависимости от модификации), за счет большой разницы температур на входе и выходе электроустановки, позволяет отопить одноэтажные и многоэтажные помещения без использования циркуляционных насосов.

5. "ION" подходит для разных типов систем водяного отопления.

6. Вход и выход "ION" монтируется в систему водяного отопления через сантехнические муфты, сантехнические переходники или сантехнические шланги.

7. В систему водяного отопления, в которой уже установлен котел (котлы), "ION" монтируется параллельно этому котлу (котлам).

8. В системе водяного отопления с принудительной циркуляцией циркуляционный насос монтируется в обратную линию системы водяного отопления перед электроустановкой.

9. Все работы по монтажу электроустановки в систему водяного отопления проводятся так же, как с обычными электрокотлами, газовыми котлами, печами и т.д.

10. Температура на выходе электроустановки: до 95 ° C.

11. Рабочая среда (теплоноситель): вода и незамерзающие жидкости для систем водяного отопления.

12. Рабочее напряжение: 220/380 В ± 10%.

13. Длина (однофазная модификация): 300 мм.

14. Присоединительные размеры: вход G1 ", выход G1,1/4 ".

15. Длина (трехфазная модификация): 400 мм.

16. Присоединительные размеры: вход G1,1/4 ", выход G1,1/4 ".

В комплект поставки "ION" входит:

1. Электроустройство ("ION") - 1 шт.
2. Датчик-реле температуры (термостат) - 1 шт.
3. Паспорт (руководство по эксплуатации) - 1 экз.
4. Индивидуальная коробка - 1 шт.

Как правильно подобрать котел?

Электродный котел «ION» подбирается по следующим параметрам:
- 1 кВт мощности электродного котла может обогреть помещение площадью до 20 кв / м, объемом до 60 куб / м и 40 литров воды в системе отопления.
Например, - котел мощностью 5 кВт может обогреть помещение площадью 100 кв / м, объемом 300 куб / м и с количеством воды в системе отопления до 240 литров.

Необходимо собрать ниже приведенную информацию:
1. Посчитать общую площадь помещения в м.кв
2. Если высота потолка выше 3 метров, нужно умножить площадь вашего помещения на высоту потолка и посчитать объем вашего помещения в куб.м
3. Посчитать количество воды в системе отопления в литрах, и определить из какого металла изготовлены радиаторы отопления.
4. Определить мощность вашего электрического счетчика, отключающего автомата и сечение электрического провода к вашему помещению.
5. Определить количество фаз (1-220В/3-380В) которые заведены в ваше помещение.
6. Определить наличие заземления в вашем помещении.
(Без заземления электрические котлы включать запрещается)
7. Определить установлен в вашем щитке (УЗО) Устройство защитного отключения (электродные котлы не работают в электрической сети с УЗО )
Далее, необходимо сравнить ваши данные с таблицами 1,2,3,4 и определиться с мощностью котла. Надо отметить, что все характеристики приведены в таблицах касаются только помещений построенных и утепленные согласно ДБН (государственные строительные нормы) Украины.
Для того, чтобы не ошибиться при выборе котла, лучше добавлять к рассчетной мощности до 20% запаса.
Например вам подходит котел 1фазный 5 кВт - вы заказываете на 6 кВт.

ВАЖНО! Также необходимо учесть материал из которого сделаны ваши радиаторы, если радиаторы отопления изготовлены из алюминия, дополнительно необходимо приобрести препарат для повышения електропроводности теплоносителя АСО-1

Общие характеристики однофазной (220 В) модификации электродного котла "ION"

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ИЗМЕРЕНИЯ

5.2. Вид тока

однофазный, переменный

5.3. Частота напряжения

м³ не больше

м² не больше

литров, не больше

5.7. Теплоноситель

5.10. Температура на виходе

5.11. Рабочее давление

(кг/см²), до

5.12. Средняя продолжительность роботы в сутки

5.13. Длина

5.14. Высота

5.15. Ширина

5.16. Нетто

5.17. Брутто

Общие характеристики трехфазной (360 В) модификации электродного котла "ION"

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ИЗМЕРЕНИЯ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР "ION"

220/380 ~ ± 10%

5.2. Вид тока

однофазный, трехфазный, переменный

5.3. Частота напряжения

5.4. Объём отапливаемого помещения

м,³ не более

5.5. Площадь отапливаемого помещения

м.² не больше

5.6. Объем теплоносителя в системе отопления

литров, не более

5.7. Теплоноситель

удельное сопротивление теплоносителя при температуре +15 С ° не менее 1000 Ом х см.

5.8. Высота подъема гарячей воды

5.10. Температура на выходе

5.11. Рабочее давление

(кг/см²), до

5.12. Средняя продолжительность работы в сутки

при температуре теплоносителя в системе водяного отопления

5.13. Длина

5.14. Высота

5.15. Ширина

5.16. Нетто

5.17. Брутто

Электрические характеристики однофазной (220 В) модификации электродного котла "ION"

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ЕДЕНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР "ION"

14.1. Рабочее напряжение

14.2. Вид тока

однофазный, переменный

14.3. Частота напряжения

Ампер, не более

14.5. Потребляемая мощность

14.6. Расход электроэнергии

КВт/ час,от

Ампер, не менее

Ампер, не менее, не более

Ампер, не менее

14.10. Амперметр

Ампер, не менее

мм 2 , не меньше

Ом*м, не больше

Электрические характеристики трехфазной (380 В) модификации электродного котла "ION"

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ

ЕДЕНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИЙ ЭЛЕКТРОДНЫЙ ОТОПИТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР "ION"

14.1. Рабочие напряжение

14.2. Вид тока

однофазный, переменный

14.3. Частота напряжения

14.4. Потребляемая сила тока по фазе (L)

Ампер, не более

14.5. Потребляемая мощность

14.6. Расход электроэнергии

КВт/ час, от и до

Средняя продолжительность работы в сутки – 8 часов. при температуре теплоносителя в системе водяного отопления 50-60: С

14.7. Однофазный электрический счётчик электроэнергии

Ампер, не менее

14.8. Однополюсный автоматический выключатель.

Ампер, не менее, не более

14.9.Однополюсный (двухполюсный) электромагнитный пускатель с тепловой защитой (контактор)*

Ампер, не менее

14.10. Амперметр

Ампер, не менее

14.11. Сечение медных электрических проводов

мм 2 , не менее

14.12.Удельное электрическое сопротивление заземления

Ом*м, не более

* - типа ПМ-12. ПМА. ПМЕ. ПМЯ. Hager ES. ABB. КМИ и др.

Если перед вами стоит четкая задача выбрать экономное электрическое отопление, то я могу с уверенностью сказать, что электродный ионный котел вы встречали в сети неоднократно. А кому-то «повезло» и на себе почувствовать все прелести «рассекреченной оборонной технологии с атомных подводных лодок».

Принцип работы ионного котла

Уж и не знаю, с чего маркетологи решили назвать принцип работы ионного котла «новаторским». Как по мне — те же самые 2 бритвенных лезвия в огуречном рассоле))). А если по-научному: ионы воды проходят между анодом и катодом котла и проходящий между этими элементами ток ускоряет движение ионов, увеличивая температуру. Еще проще: нагрев воды за счет протекания тока через эту самую воду.

Прототип электродного котла

Гениальная простота или посредственная примитивность?

В теории работа электродного ионного котла сведена к бесхитростной схеме по известным каждому законам физики, но на практике… Эти агрегаты из «магазина на диване» подойдут фанату-электрику или любознательному сантехнику. Повесил и забыл — это не про ионные котлы. Не все так просто и гениально, как говорит нам вездесущая реклама. Самое интересное начинается с водоподготовки, а далее идет подбор радиаторов, особая разводка отопления и еще несколько занимательных моментов, о которых я расскажу ниже.

Миф о заоблачном КПД электродных котлов

Электроэнергия любого электрического котла преобразуется в тепловую с эффективностью, близкой к 100%. Способ преобразования энергии, к сожалению, никак не увеличивает энергию. Если моя квартира с учетом теплопотерь потребляет 6 кВт, то будь это электродный котел, ТЭНовый, газовый — она съест эти 6 кВт. А когда консультант уверяет, что 1 кВт электродного котла как 2 кВт от ТЭНа — я не знаю, плакать мне, или смеяться. Закон сохранения энергии все еще работает, и это тот потолок, о который бьются гениальные головы всех физиков мира.

Есть мнение, что за счет медленного электролиза, КПД ионного котла даже несколько ниже альтернативных электрических котлов (например, ТЭНового).

Водоподготовка и теплоноситель для электродных котлов

Для ионных котлов существуют жесткие нормы к минерализации воды. Нужна миллиграммная точность, самостоятельно подобрать кислотность крайне сложно, долго и трудозатратно.

Дистиллят работать просто так не будет, так как является диэлектриком: добавите много ионов (соли, соды, кислоты, щелочи) — «пробки выбьет», мало — котел не наберет мощности, не прогреет теплоноситель. Подгонку электролита до необходимой проводимости нужно делать с помощью кондуктометра. Кондуктометр вам понадобится неединожды. Да и вообще, на процедуру водоподготовки приезжает целая передвижная лаборатория.

Перечисленные выше ионизирующие добавки потихоньку съедают систему. На чугун ставить электродные котлы даже производители не рекомендуют, а алюминиевые радиаторы с добавкой вторичного алюминия окисляются и убивают теплоноситель буквально за сутки работы при 50-60 градусах.

Можно приобрести «родной» теплоноситель-антифриз, который продают производители котлов, средняя цена на который $23-25 за 10 литров. Но у антифриза, как у весьма текучей жидкости, есть очень неприятное свойство — находить малейшие огрехи в спайке труб и в разъемных соединениях, и подтекать.

Даже со специальным, родным теплоносителем необходима водоподготовка и межесезонный лабораторный контроль ($26 за вызов). И ингибитор прикупить не забудьте, который рекомендуется для промывки бывшей в эксплуатации системы или для подготовки новых алюминиевых радиаторов, для чугуна он не просто рекомендуется, а обязателен ($7).

Комплектующие для ионных котлов

Помимо привязки к теплоносителю, придется раскошеливаться на комплектующие для ионных котлов: насос, расширительный бак, терморегуляторы, группу безопасности, кондуктометр. Ну и электроды.

Электроды ионных котлов сверхчувствительны к накипи и всяческим налипаниям окисленного шлама. Практика показывает, что чистку электродов приходится проводить раз в 3-4 недели, например, наждаком. И в этот период котел потихоньку теряет мощность, а мотает больше.

Благодаря термоядерному горячему «рассолу» металл в системе подвергается коррозии, шлам в системе «садится» на электроды и снижает электропроводность. Это чревато перегревом системы и выбиванию автомата — теплоноситель не прогревается до 40 градусов и автоматика не срабатывает.

Электроды нередко выгорают, особенно при неточной водоподготовке (например, чуть больше соды или соли добавите) а купить электрод для ионного котла стоит не меньше $60.

Заземление

Принцип работы электродного котла подразумевает выработку статического электричества, поэтому необходимо заземление котла и всей системы отопления.

Система отопления под ионный котел

Электродные котлы лучше ставить в систему, спаянную специально под него, с другими видами котлов эта система работать не будет. Если планируется установка ионного котла в дом на несколько этажей, то придется ставить по котлу на этаж. Также, чтобы котел быстрее выходил на заданную мощность, контур должен быть теплоизолирован.

Запустится котел только на теплоносителе, температура которого не ниже 14 градусов.

Система с ионным котлом постепенно завоздушивается водородом, который медленно но верно выделяется при гидролизе. Завоздушивание провоцирует снижение эффективности и выгорают электроды. Кислород от гидролиза вызывает коррозию системы.

Делаем выводы

  • Никакой заоблачной энергоэффективности и экономии от использования электродного котла нет. Ионы тоже подчиняются законам физики.
  • Расходы на профессиональное обслуживание, комплектующие и теплоноситель превышают цену самого котла не в один раз.
  • Система отопления под такие котлы не универсальна и накладывает ограничения в выборе радиаторов.
  • Уровень электробезопасности не годится для такого оборудования.

Если нет альтернативы электрическому отоплению

Есть несколько хороших вариантов электрического отопления, среди них:

  • Индивидуальные панельные обогреватели конвекторы.
  • Маслонаполненные электрические радиаторы.
  • ТЭНовые котлы.

По системе отопления на конвекторах написал отдельный .

Если не разводить систему отопления, то экономится куча денег, самоустраняется масса проблем с протечками, теплоносителями, сервисами на дому. О различных энергоэффективных видах электрических обогревателей поговорим в следующих статьях.

В настоящее время, когда происходит интенсивное приобретение и строительство загородной недвижимости, многие обращают внимание на новую технику и технологии, которые помогут не только создать комфорт в доме, но и сэкономить денежные средства. Все большую популярность приобретает ионный электрический котел отопления, отличающийся от привычных котлов на ТЭНах.

Ионный или ТЭНовый котел. Что выбрать?

Ионный (электродный) котел и котел, работающий на ТЭНах, имеют отличия в способе нагрева теплоносителя в системе отопления и в качественных характеристиках, связанных с величиной обогреваемой площади и количеством энергии потребления.

В электродном котле теплоноситель (вода) нагревается теплом, выделяемым электрическим током, который протекает между двумя электродами (анодом и катодом). В обычном котле вода нагревается от тепло-нагревательных элементов (ТЭНов).

Как работает котел ионный электрический?

Появившиеся в результате расщепления молекул воды ионы, положительно и отрицательно заряженные начинают быстро перемещаться к аноду и катоду. При этом выделяется тепловая энергия, за счет которой и повышается температура теплоносителя.

Исходя из законов физики, вода в ионном котле, являясь проводником электрического тока между двумя электродами, нагревается этим током согласно известному из школьного курса закону Джоуля-Ленца. Закон позволяет дать количественную оценку теплового воздействия электрического тока.

На заметку любознательным

Закон Джоуля-Ленца гласит, что выделяемое тепло в калориях при постоянном токе можно вычислить по формуле:

Q=CI²Rt , где

C - электрический эквивалент тепла, I - сила тока, t - время его прохождения, R - электрическое сопротивление воды.

В процессе нагрева воды в ионном котле отопления ее сопротивление уменьшается, а электропроводимость увеличивается. Значит, происходит постепенное увеличение мощности. Можно сделать вывод, что ионный котел способен постепенно поставлять тепло. Потребляемая мощность будет зависеть от двух факторов:

  • температуры, которая устанавливается потребителем;
  • количества воды в системе.

Подогрев теплоносителя после включения происходит при 40-60% от номинального значения мощности. Как показывает практика, заданная температура может быть достигнута примерно в 4 раза быстрее, чем в .

Как работают ТЭНы?

Потребляемая мощность ТЭНового котла постоянна и не зависит от температуры воды в системе отопления. Подогревается вода до заданных значений значительно дольше, а расход потребляемой мощности максимальный. К тому же он превышает стартовую мощность ионного электродного котла на 40-60%.

Сравнительные характеристики

Результаты работы рассматриваемых типов котлов отопления сильно разнятся. Особенно наглядно это видно на представленной в таблице. Данные указаны для котлов с автоматической регулировкой температуры теплоносителя, которые установлены в помещениях, имеющих высоту 2,5 метра и обогреваемых до температуры 20̊ С.

Котел с ТЭНами

Мощность

Обогреваемая

площадь (м. кв.)

Потребление

энергии (кВт/ч.)

Мощность

Обогреваемая

площадь (м. кв.)

Потребление

энергии (кВт/ч.)
3 1 50 0.5-0.7 3 1 30 1.1-1.4
5 1 80 0.9-1.2 5 1 50 1.6-2.1
9 3 120 1.8-2.3 9 3 90 3.0-3.9
25 3 350 4.5-5.5 25 3 240 8.5-10.1

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что при одинаковой мощности площадь обогрева при использовании ионного котла отопления больше, а расход электроэнергии значительно меньше, чем при использовании ТЭНового.

Сравнивая оба способа обогрева, нельзя не вспомнить о сроке службы котлов. Производители указывают, что ТЭН может прослужить от 3-х до 5-ти лет, случается, что эти цифры могут оказаться гораздо меньше, что связано с независящими от потребителя причинами. Большое влияние оказывает чистота и качество воды, заливаемой в , материал самих ТЭНов и корпуса котла, а также интенсивность использования. Образующаяся на ТЭНах накипь не позволяет им нормально охладиться, что и приводит к их сгоранию.

Лишены данного недостатка, так как полярность катодов в них постоянно меняется. Ионы меняют свое направление с частотой сетевого напряжения (50 колебаний в секунду). Даже накипь, образующаяся от неочищенной воды, не станет причиной поломки, она может лишь снизить мощность котла.

Как подобрать ионный котел?

Подбирают нужный по мощности прибор отопления, исходя из условия, что 1 кВт номинальной мощности может согреть помещение, имеющее площадь 20 кв. м, объем 60 куб. м, а количество воды в системе - 40 литров.

Это нужно знать!

  1. Котел ионный электрический требует создания надежного заземления корпуса.
  2. В сети котла не нужно устанавливать УЗО (устройство защитного отключения).

Достоинства и недостатки ионных котлов отопления

К очевидным преимуществам электродных котлов можно отнести следующие:

  • эффективность (нагрев теплоносителя происходит почти мгновенно, КПД приближается к 100%);
  • долговечность (не образуется накипь);
  • компактность, простота монтажа (габаритные размеры и вес котлов значительно меньше по сравнению с ТЭНовыми);
  • возможность автоматического регулирования (правильная настройка цифрового блока позволяет экономить около 40% потребления электроэнергии);
  • безопасность эксплуатации при правильно выполненном монтаже (если произойдет разгерметизация отопительной системы или возникнет утечка жидкости, прекратится движение ионов, и котел не станет работать);
  • отсутствие шума;
  • экологическая безопасность (отсутствуют продукты сгорания, не требуется запасать топливные ресурсы);
  • не требуется переоборудовать существующую систему;
  • не нужно согласовывать установку котла с органами котлонадзора;
  • не высокая цена.

Как любое оборудование, ионные генераторы тепла, наряду с достоинствами, имеют свои минусы:

  • подготовка воды, заливаемой в систему отопления (для воды задаются определенные параметры, которые необходимо строго выполнять);
  • нет возможности применения альтернативных типов теплоносителей (дистиллированная вода, масло, антифриз);
  • для создания нормальных условий работы котла необходима постоянная циркуляция жидкости в системе;
  • антикоррозийный материал электродов обеспечивает им долгий срок службы, тем не менее, требуется постоянно отслеживать их состояние, вовремя производя замену;
  • высокая стоимость электроэнергии.

Выводы

Ионный электрический котел отопления имеет минимальный вес и компактные размеры, что делает его установку простой и легкой. Для обогрева больших площадей имеется возможность создания системы с одновременным подключением сразу нескольких котельных агрегатов. Отсутствие необходимости получения разрешающих документов в надзорных органах и контроля со стороны инспекции котлонадзора также является положительным фактором, влияющим на выбор типа котла.

В заключении можно сказать, что при выборе отопительного оборудования для дома решение установить ионный котел является наиболее приемлемым, но не стоит забывать о том, что потребуется время для приготовления теплоносителя. Такая система обогрева станет надежным и экономичным источником тепла.

В этой статье: электродный котел — детище оборонных предприятий; как работает ионный котел; можно ли нагреть воду без источника тепла; понижаем омическое сопротивление — добавляем в воду соль; плюсы и минусы ионных котлов; устройство электродного котла; как правильно установить электродный котел; какие отопительные приборы можно использовать в контуре с ионным котлом, а какие — нет; производители и цены; в завершении — нюансы установки ионных котлов.

Сколько способов отопления дома при помощи электроэнергии вам известно? Чаще всего приходит на ум котел с водяным тэном — обладая высоким сопротивлением, нихромовая нить внутри такого тэна нагревается, передавая тепло наполнителю трубки, затем металлической оболочке и, наконец, воде. Почему бы не упростить задачу и не нагревать теплоноситель, минуя посредника, ведь можно же сделать это с помощью примитивных электродов из двух бритвенных лезвий, присоединив к ним провода и подключив к электропитанию? Именно из этой логики исходили создатели первых моделей ионных (электродных) котлов, изначально разработанных для нужд ВМФ СССР.

История и принцип работы ионного (электродного) котла

Данный тип отопительных котлов был создан в середине прошлого века предприятиями оборонного комплекса для нужд подводного флота СССР, в частности — для отопления отсеков подлодок с дизельными двигателями. Электродный котел полностью соответствовал условиям заказа подводников — имел крайне малые для обычных отопительных котлов размеры, не нуждался в вытяжке, не создавал шумов при работе, эффективно нагревал теплоноситель, в роли которого более всего подходила обычная морская вода.

К 90-м годам заказы для оборонки резко сократились в объемах, вместе с этим были сведены к нулю потребности военного флота в ионных котлах. Первая «гражданская» версия электродного котла была создана инженерами А.П. Ильиным и Д.Н. Кунковым, получившими соответствующий патент на свое изобретение в 1995 году.

Принцип работы ионного котла основан на прямом взаимодействии теплоносителя, занимающего пространство между анодом и катодом, с электрическим током. Прохождение электрического тока через теплоноситель вызывает хаотичное движение положительных и отрицательных ионов: первые движутся к отрицательно заряженному электроду; вторые — к заряженному положительно. Постоянное перемещение ионов в сопротивляющейся этому движению среде вызывает быстрый нагрев теплоносителя, чему особенно способствует перемена ролей у электродов — каждую секунду их полярность меняется 50 раз, т.е. каждый из электродов в течение одной секунды 25 раз будет анодом и 25 — катодом, поскольку они подключены к источнику переменного тока частотой 50 Гц. Следует отметить, что именно столь частая смена заряда у электродов не позволяет воде разложиться на кислород и водород — для электролиза необходим постоянный электроток. С возрастанием температуры в котле повышается давление, вызывающее циркуляцию теплоносителя по отопительному контуру.

Таким образом, электроды, установленные в емкости ионного котла, напрямую не участвуют в нагреве воды и не нагреваются сами — за повышение температуры воды отвечают положительно и отрицательно заряженные ионы, расщепленные под воздействием электротока из молекул воды.

Важным условием эффективной работы ионного котла является наличие омического сопротивления воды на уровне не более 3000 Ом при 15°С, для чего этот теплоноситель должен содержать определенное количество солей — изначально электродные котлы создавались под морскую воду. То есть, если залить в отопительную систему дистиллированную воду и попытаться нагреть ее при помощи ионного котла — никакого нагрева не будет, поскольку в такой воде соли полностью отсутствуют, а значит, не возникнет электрической цепи между электродами.

Характеристики ионных (электродных) котлов

Обладая присущими электрическим котлам положительными характеристиками, данный тип котлов имеет и ряд собственных. Отмечу все плюсы:

  • высокий КПД, близкий к 100% (впрочем, любой электронагреватель имеет КПД не ниже 96%);
  • крайне малые размеры при высокой мощности, по сравнению с любыми другими котлами;
  • не требуется дымоход;
  • способен самостоятельно поднять давление в контуре отопления;
  • в отличие от котлов с тэнами, полностью отсутствует опасность аварии при недостаточном уровне теплоносителя в емкости котла — недостаток теплоносителя приведет лишь к прекращению работы котла, поскольку не будет электрической цепи между электродами;
  • крайне малая инертность позволяет эффективно управлять температурными режимами во время работы котла при помощи автоматики, в результате достигается наименее энергозатратная работа отопительной системы — температура в обогреваемых помещениях всегда будет на том уровне, который задан автоматическому контроллеру;
  • перепады напряжения в электросети не наносят вреда ионному котлу — меняется лишь его мощность, работа не прекращается;
  • допускается установка в качестве дополнительного источника тепловой энергии, установка нескольких ионных котлов одновременно;
  • полностью отсутствует негативное воздействие на окружающую экологическую обстановку.

Минусы электродного котла:

  • потребляет только переменный ток, при постоянном токе произойдет электролиз воды;
  • высокие требования к электролитическим характеристикам теплоносителя, при их изменении качество работы (выработка тепла) резко снижается. Необходим контроль за электрической проводимостью теплоносителя;
  • требует обязательного заземления (впрочем, как и любой нагревательный прибор с водяным тэном). При этом риски поражения электротоком в случае пробоя изоляции выше, чем у тэновых водонагревателей;
  • температура нагрева теплоносителя не должна превышать 75°С, иначе энергопотребление котла серьезно возрастет;
  • образование накипи на электродах снижает мощность котла, поскольку препятствует ионизации теплоносителя;
  • высокие требования к качественным характеристикам отопительных приборов;
  • потребность в оснащении отопительной системы циркуляционным насосом ;
  • износ электродов, вызванный переменным напряжением тока, требующим их периодической замены;
  • в завоздушенном отопительном контуре, содержащем теплоноситель-электролит, многократно ускорятся коррозийные процессы ;
  • в одноконтурной системе использование нагретой воды для бытовых нужд недопустимо;
  • пусконаладочные работы требуют привлечения специалистов — самостоятельно понизить омическое сопротивление воды с повышением ее проводимости до оптимального уровня, практически невозможно;
  • электропроводность теплоносителя в процессе эксплуатации изменяется, необходимо ее контролировать, а значит, обладать соответствующими знаниями и оборудованием.

Устройство и установка электродного котла

Он имеет довольно простую конструкцию, в которой особое внимание уделено защите от утечки электрического тока: цельнотянутая стальная труба в качестве корпуса, поверх ее покрывает электроизоляционный слой полиамида; патрубки ввода и вывода теплоносителя; клеммы подачи питания на корпус и заземления; электрод из особого сплава (трехфазные котлы оснащены тремя электродами), изолированный полиамидными гайками; дополнительная изоляция резиновыми прокладками в местах разъемов.

Внешне бытовой ионный котел имеет цилиндрическую форму, его диаметр обычно не превышает 320 мм, длина — 600 мм, а вес — 12 кг. Наименьшая мощность — 2 кВт (для отопления помещений порядка 80 м 3), максимальная — 50 кВт (отопление помещений около 1600 м 3). Однофазные котлы имеют мощность от 2 до 6 кВт, трехфазные — от 9 до 50 кВт. Энергопотребление котла достигает номинального уровня (заявленной производителем мощности в киловаттах) при достижении температуры внутри него на уровне 75°С — при меньших температурах энергопотребление ниже, поскольку в более холодном теплоносителе проводимость тока ниже. Следует отметить, что температура в 75°С является оптимальной для ионных котлов, поскольку при развитии более высокой температуры энергопотребление котлов превысит заявленное в техпаспорте.

В комплекте с электродным котлом идет система автоматического управления (контроллер), включающая в себя электронный терморегулятор, автоматическую защиту от скачков напряжения в электросети и блок пускателя. Некоторые модели контроллеров допускают как непосредственное управление, так и удаленное, по gsm-каналам. Именно контроллер обеспечивает заявляемую производителями ионных котлов экономию электроэнергии — в отличие от нагрева воды при помощи тэнов, электродный нагрев позволяет в более короткий срок изменять температуру теплоносителя, т.к. имеет малую инертность.

В открытой отопительной системе с естественной циркуляцией теплоносителя, последний движется вверх по трубам из-за температурного расширения и давления в ионном котле, поступает в радиаторы и остывает, затем возвращается по трубопроводу обратки в котел, где нагревается и повторяет цикл вновь. Закрытая система отопления дополнительно оснащается расширительным баком-экспанзоматом и циркуляционным насосом, необходимым на начальном этапе прогрева теплоносителя.

При установке электродного котла обязательным требованием является комплектация отопительного контура в наиболее верхней его точке группой безопасности — автоматическим воздухоотводчиком, манометром, подрывным (обратно-предохранительным) клапаном. В системах открытого типа регулирующая или запорная арматура должна быть установлена только после расширительного бачка, т.е. участок трубопровода между выходом из котла и до расширительного бачка не должен содержать какой-либо запорной арматуры! В системах закрытого типа запорная арматура устанавливается на отрезке трубопровода после расширительного бачка и до ввода в котел. Если же сразу после выхода из котла установлена группа безопасности, то запорную арматуру можно устанавливать до экспанзомата — расширительный бачок в этом случае нужно установить на участке обратки.

Ионные котлы любой модели устанавливаются в отопительную систему строго вертикально, с собственным креплением к стене. Первые 1200 мм обвязки на подаче теплоносителя в котел выполняются из металлической не оцинкованной трубы, далее допускается использование металлопластиковых труб.

Надежное заземление ионного котла обязательно, поскольку в случае утечки токов эту проблему с помощью УЗО не решить. Заземляющий медный провод должен иметь сечение от 4 до 6 мм, его сопротивление не должно быть более 4 Ом — подключение проводника выполняется к нулевой клемме, расположенной в нижней части корпуса котла. Заземление должно соответствовать требованиям ПУЭ.

В идеальном варианте предполагается установка электродного котла в новую отопительную систему, предварительно промытую чистой водой. При врезке котла в существующий контур необходима его тщательная промывка водой с добавленными в нее спецсредствами — их перечень и пропорции описаны в техническом паспорте на котел, каждый производитель настаивает на использовании определенных ингибиторов. При не соблюдении данного условия отложения солей (накипь) помешают точной настройке омического сопротивления теплоносителя.

Выбирая отопительные радиаторы для системы с ионным котлом, обратите пристальное внимание на их потребление теплоносителя в литрах — нужно выяснить, сколько литров потребляет один радиатор, затем вычислить общий литраж, исходя из необходимого количества радиаторов. Следует отметить, что особо вместительные отопительные приборы не подойдут, т.к. такая отопительная система будет потреблять свыше 10 л теплоносителя на киловатт установленной мощности котла, что вынудит его работать безостановочно, а это не выгодно с позиции затрат электроэнергии. В идеале общий литраж отопительной системы должен составлять порядка 8 л на киловатт мощности.

По материалу изготовления для отопительных систем с электродным котлом наиболее подходят биметаллические и алюминиевые радиаторы. При выборе алюминиевых отопительных приборов важным критерием является происхождение алюминия — первичный ли он (т.е. получен из природных материалов — бокситов, алунитов, нефелинов и т.д.) или же вторичный, переплавленный из вторсырья. Проблема в том, что более дешевые радиаторы из вторичного алюминия выполнены из сплава с большим содержанием примесей, повышающих омическое сопротивление теплоносителя.

В открытые системы отопления правильным будет устанавливать отопительные приборы из алюминия с внутренним полимерным покрытием, снижающим коррозию, в закрытых системах такие радиаторы не понадобятся — коррозионные процессы активизируются при наличии воздуха в объеме теплоносителя, т.е. содержание солей в нем не является причиной коррозии.

Чугунные радиаторы для отопительных систем с нагревом теплоносителя от электродного котла подходят менее всего, поскольку сильно загрязнены изнутри и грязевые частицы повлияют на проводимость тока. Кроме того, чугунные радиаторы потребляют значительный объем теплоносителя, что может превысить установочную мощность данной модели ионного котла — потребуются его более мощные модели. Производители электродных котлов допускают использование чугунных радиаторов при соблюдении следующих условий: они произведены по евростандарту (т.е. в Турции или Чехословакии); на обратке, перед вводом в котел, в трубопроводе установлены отстойники-грязевики (уловители шлама) и фильтры грубой очистки.

Ионный котел — цены и производители

В России и странах СНГ представлены электродные котлы следующих производителей — российская ЗАО «Фирма «Галан» (одноименный брэнд), латвийская ООО «Stafor EKO» (одноименный брэнд) и украинская СПД-ФО Гончаренко О.А. (брэнд «ЭОУ» (энергосберегающая отопительная установка)).

Стоимость электродного котла зависит от его мощности — котел мощностью в 2 кВт в среднем обойдется покупателю в 3000 руб. Следует учитывать, что комплект необходимой автоматики реализуется, как правило, отдельно — его стоимость составит порядка 6500 руб., т.е. вдвое дороже самого котла.

Срок гарантии на электродный котел, в зависимости от производителя, составляет от года до 2-х лет. Средний срок службы таких котлов — около 10 лет, при условии соблюдения эксплуатационных требований к теплоносителю и своевременной замены электродов (примерно каждые 2-4 года).

В завершении

Создавая отопительную систему, основанную на нагреве теплоносителя от электродного котла, необходимо соблюсти следующие нюансы:

  • потребление электроэнергии котлом значительно выше в случае установки в ранее используемый контур отопления. Лучше устанавливать ионный котел в контур, созданный специально под него;
  • при использовании в качестве теплоносителя антифриза , следует особое внимание уделить разъемным соединениям, поскольку его текучесть выше, чем у воды;
  • все трубы, образующие отопительный контур, стоит обернуть слоем теплоизоляции — эта мера облегчит задачу котла по выходу на оптимальный рабочий режим;
  • если группы отопительных радиаторов находятся на разных уровнях (этажах) здания, то более эффективным, хотя и менее выгодным экономически, будет установка независимых ионных котлов необходимой мощности на каждую группу.

Ионные (электродные) котлы не подходят для систем отопления вроде «теплый пол» или «теплый плинтус» , поскольку температура циркулирующего в них теплоносителя не должна превышать 45°С — котел не сможет выйти на необходимую рабочую температуру.

Абдюжанов Рустам, рмнт.ру