Электрический ионный котел для системы отопления. Ионные котлы отопления: подробно рассмотрим принцип работы Ионные котлы 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

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

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

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

Немного истории

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

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

Как работает ионный котел отопления

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

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

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

Взгляд внутрь - описание конструкции электродного котельного агрегата

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

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

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

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

- блок защиты от перепадов напряжения в питающей сети,

- терморегулятор,

- блок магнитного пускателя.

Более дорогие модели оснащены функцией удаленного управления по каналу GSM.

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

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

Установка ионного котла отопления в систему теплоснабжения

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

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

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

Безаварийную работу контура отопления также обеспечивают:

- автоматические воздухоотводчики, смонтированные в верхних участках схемы,

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

- манометр для измерения давления теплоносителя,

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

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

Особенности установки и работы ионных котлов в различных типах систем отопления

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

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

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

Выбор отопительных приборов для систем с электродными котлами

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

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

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

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

Все за и против

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

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

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

- эффективность работы (КПД) приближается к 100%;

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

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

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

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

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

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

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

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

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

- ионные котлы работают только на переменном токе;

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

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

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

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

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

- высокие требования к материалу и конструкции отопительных приборов;

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

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

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

Рынок электродного отопительного оборудования

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

- «ГАЛАН» (Россия);

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

- «STAFOR EKO» (Латвия).

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

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

О чем следует помнить

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

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

Ионные котлы отопления - ВИДЕО

На сегодняшний день существует масса вариантов обустройства индивидуального отопления частного дома. И если одни домовладельцы отдают предпочтение газовым или твердотопливным моделям котлов, то другие считают, что лучше электрических систем отопления еще ничего не придумали. К тому же в условиях постоянного подорожания энергоресурсов любой рачительный хозяин начинает задумываться о способах сократить коммунальные затраты и о выборе действительно эффективного и экономически выгодного источника тепла. Благо, современные производители предоставляют всем такую возможность.

Являясь альтернативным вариантам популярным сегодня системам отопления ионные, или, как их еще называют, электродные котлы уже давно привлекают внимание потенциальных покупателей. Благодаря уникальной методике нагрева теплоносителя в системе, они обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным отопительным оборудованием.

Исторический экскурс

Впервые появившиеся в середине ХХ века, такие котлы использовались предприятиями советского оборонного комплекса для нужд ВМФ. Имеющий компактные размеры ионный котел был идеальной моделью для эксплуатации в ограниченных условиях судна. Агрегат полностью справлялся со своей задачей, работал практически бесшумно, а роль теплоносителя в нем выполняла морская вода.

В начале 90-х количество заказов для оборонки от государства резко сократилось, а такая удачная для своего времени разработка, как электрический ионный котел отопления, оказалась не востребованной. Зато ей воспользовались инженеры Ильин А.П. и Кунков Д.Н., доработавшие котел до усовершенствованной "гражданской" версии и получившие в 1995 году патент на свое "детище".

Конструктивные особенности

От обычного котла ионный электродный котел отличается отсутствием ТЭНа, а потому разогрев системы осуществляется полностью за счет характеристик специального теплоносителя. Вместо ТЭНа в агрегате установлен блок с электродами, выполняющий функцию главного нагревательного элемента. Подобная замена позволила решить сопутствующие эксплуатации большинства электрокотлов проблемы недолговечности и невысокой эффективности.

Несмотря на кажущуюся примитивную конструкцию, ионный котел отопления может похвастаться довольно высоким КПД, практичностью в использовании и практически нулевым уровнем аварийности, что для многих частных домовладельцев является решающими факторами в пользу выбора подобного агрегата. Кроме того, при наличии желания и некоторого опыта, смастерить ионный электрический котел можно и своими руками. Достаточно понять принцип его работы, ознакомиться со схематичным изображением конструкции и подготовить необходимые материалы и инструменты.

Итак, внешне такой котел представляет собой покрытую слоем полиамида цельную стальную трубу. К корпусу изделия подведены:

• . патрубки ввода/вывода теплоносителя;
• . клеммы подачи питания и заземления;
• . выполненный из специального сплава и изолированный полиамидными гайками электрод;

Все места разъемов снабжены дополнительной защитой от утечки тока резиновыми прокладками. Как видите, электроизоляции уделяется особое внимание.

Ряд производителей комплектуют свои ионные котлы системами управления автоматического типа. Именно контроллеры, включающие в себя встроенную защиту от скачков напряжения в сети, блок пускателя и электронный терморегулятор, позволяют поддерживать заданную температуру теплоносителя, снижая тем самым энергопотребление. Управление может быть как прямым, так и удаленным, при помощи gsm-каналов (в более дорогостоящих моделях).

Что касается принципа передвижения теплоносителя внутри котла, то различают ионные котлы закрытого и открытого типа.

Принцип работы

Принцип работы ионного котла основан на школьном курсе физики. Циркулирующая в системе вода, которая и представляет собой теплоноситель, проходя между катодом и анодом подвергается ионизации и приводит в движение "+" и "-" заряженные ионы. Этот процесс сопровождается выработкой тепловой энергии.

За одну секунду полярность ионов меняется до 50 раз. Постоянная смена полярности исключает разложение теплоносителя на отдельные элементы химические элементы - О и Н2. Возрастающая в котле температура в свою очередь повышает давление, которое и обеспечивает непрерывную циркуляцию воды по отопительному контуру.

Следует учитывать, что использование дистиллированной воды в таком котле невозможно. Сконструированная под морскую воду система не сможет обеспечить электрическую цепь между теплоносителем и электродами, в связи с чем заправлять котел требуется специально предназначенной для этих целей жидкостью. Препятствующая образованию солевых отложений, она защитит трубы от коррозии.

Основные характеристики

С основными техническими характеристиками ионного котла отопления можно ознакомиться ниже:

• . Минимальная мощность оборудования не может быть ниже 2 кВт (её хватит для отопления помещений до 80 куб.м.), максимальная достигает 50 кВт (подходит для обогрева больших производственных помещений до 1600 куб.м.);
• . Мощность агрегатов с одной фазой варьирует от 2 до 6 кВт, с тремя - от 9 до 50 кВт;
• . Своего номинального уровня потребление энергии достигает при 75⁰-ной температуре внутри котла. При температуре, превышающей указанную, энергопотребление вырастает и не соответствует заявленному в техпаспорте.
• . Размеры стандартного бытового котла обычно составляют не более 320 мм в диаметре, 600 мм - по длине и 12 кг по весу.

Плюсы и минусы эксплуатации

Отзывы, основанные на опыте эксплуатации ионных котлов, носят противоречивый характер. И если часть потребителей остаются довольны габаритными размерами, более быстрым по сравнению с традиционным электрическим котлом нагревом теплоносителя, устойчивостью от перепадов напряжения и экономичным использованием, то другие говорят лишь о минусах такого оборудования. К ним относятся:

• . обязательное заземление. Риск поражения током в случае пробоя изолятора у такого котла существенно выше, нежели у ТЭНового аналога;
• . зависимость от качества теплоносителя, ведь мощность устройства полностью зависит от степени проводимости используемой воды;
• . отсутствие возможности работать в аварийном режиме, например, от аккумуляторов, и использование исключительно переменных источников тока;
• . запрет на использование воды из одноконтурной системы отопления;
• . невозможность использования такого котла для устройства системы теплого пола и пр.

Обзор популярных моделей

На сегодняшний день хорошим спросом на рынке отопительного оборудования пользуются котлы производства ЗАО "Галан", "ЭОУ", "Котерм", ООО "STAFOR EKO" и др.

Серия "Очаг" марки "Галан", представленная моделями "Очаг2", "Очаг 3" и "Очаг 5", предназначена для бытового использования и различается размерами и мощностью выпускаемых агрегатов. Довольно популярна и серия ионных котлов "Дачник" марки "Котерм". Котерм М1 Дачник может использоваться для обогрева помещений до 200 куб.м. Имея 3 режима мощности (1,2 / 1,7 / 3,5 кВт), он отличается довольно экономичным энергопотреблением - порядка 1,5 кВт/час.

Надо сказать, что ионные котлы при соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации рассчитаны на внушительный срок службы - до 10 лет. Замену электродов рекомендуется проводить раз в 2-4 года.

По стоимости такие агрегаты зачастую оказываются намного дешевле других отопительных котлов, что является дополнительным преимуществом в их сторону. Цена ионных котлов начинается от 3000-4000 руб. за самые простые модели. Конечно, оборудование с расширенным функционалом будет стоить куда дороже - от 10 000... 12 000 руб. и более.

Изначально ионный котел разрабатывался для отопления подводных лодок. Расчет был на то, что прибор будет маленьким, работал быстро и тихо. С электроэнергией на атомных подлодках проблем не было, соответственно и котел должен быть электрический. Как и многие другие полезные изобретения, данный агрегат из области вооружения перекочевал в гражданскую сферу и достаточно быстро стал весьма популярным.

Принцип работы ионных котлов отопления

Ионный котел отопления греет воду за счет электричества, но принцип работы отличается от ТЭНового. В этом процессе определяющую роль играет способность воды проводить ток, точнее, сопротивление жидкости. Вспомните кипятильник из двух лезвий, соединённых спичками. В нем ток от одного лезвия к другому передается только через воду, вследствие чего она быстро вскипает. Ионный котел делает то же самое, только вместо лезвий в нем есть электроды из магния.

Когда ионы тока проходят через воду, то создается трение с солями, которые находятся в жидкости. В результате трения резко повышается температура. Чем интенсивнее ток, тем быстрее происходит процесс нагрева. Кроме этого, имеет значение количество солей, а с дистиллированной водой ионные котлы отопления не работают.

Когда вода попадает в колбу котла, через нее проводится электрический ток, вследствие чего она нагревается. Сам котел имеет небольшие размеры, порядка 30 см в длину. Соответственно, теплоноситель находится в нем какие-то секунды, но даже этого времени достаточно. Эти приборы можно назвать самыми быстрыми среди всех котлов для отопления.

Конструкция ионного (электродного) котла

Ионные котлы очень простые приборы. По сути, это просто металлический корпус, в который вставлен электрод. В нем нет никак регулировок или движущихся элементов, там даже ломаться нечему. Они бывают:

• однофазными;
• трехфазными.

В однофазных котлах электрод один, а в трехфазных – три. На электрод всегда подается фаза (плюс). Ноль (минус) может подаваться либо на корпус, либо на второй электрод (если он предусмотрен в конструкции). В обязательном порядке к корпусу подводится еще и заземление. Без него нельзя никак, иначе ударит током. Важно, чтобы электрод фазы и ноля не контактировали между собой. Единственным мостиком для электричества должен быть теплоноситель. Естественно, в корпусе есть два отверстия для циркуляции жидкости.

Какой теплоноситель подходит для ионного котла

Ионный электрический котел очень требователен к качеству теплоносителя. Для него не подходит дистиллированная вода и . В качестве теплоносителя нужно использовать обычную воду из-под крана, прошедшую специальную подготовку. В паспорте нагревателя указано, сколько соли должно содержаться в теплоносителе.

Чтобы «настроить» теплоноситель для ионных котлов отопления, по отзывам, нужно потратить немало времени. Например, если сопротивление воды недостаточное, то ее нужно подсолить. Подходит обычная пищевая соль. Сыпать ее нужно совсем немного, буквально на кончике чайной ложки. Потом подсоленную жидкость прогоняют по системе и замеряют сопротивление. Если оно достигло необходимого уровня, указанного в паспорте, то можно все оставить как есть. В случае необходимости в теплоноситель добавляют еще соли или же разбавляют его дистиллированной водой.

Обвязка ионного котла в системе отопления

Как мы уже сказали, ионный котел – это просто колба с электродом и патрубками для подключения к контуру. В этом агрегате нет никакого оборудования, которое могло бы регулировать его работу, поэтому все необходимое нужно устанавливать отдельно. Кроме этого, нужно установить обязательные элементы системы отопления, без которых работа герметичного контура невозможна. По итогу, нам нужно установить:

• термостат;
• блок предохранителей.

Естественно, не обойтись без запорной арматуры (шаровые краны) и американок, чтобы котел можно было снять с контура для обслуживания. Все элементы контура нужно размещать правильно. Группа безопасности устанавливается на подаче, за котлом. Все остальное оборудование устанавливается на обратке. Перед самым котлом устанавливается циркуляционный насос, потом грязевик. Нельзя чтобы на крыльчатку наоса попал какой-нибудь мусор, чтобы та не поломалась.

Обязательно нужно сделать качественное заземление. Не шутите с этим, ведь речь о 220 Вт, а в трехфазных котлах всех 380 Вт – может и убить.

Расширительный бак устанавливается перед насосом, где давление стабильное. Не забывайте, что герметичный бак нужно настраивать, иначе в системе будут скачки давления. Датчик термостата устанавливается на обратке, где он снимает показания температуры теплоносителя. Также можно использовать термостаты, которые контролируют степень нагрева воздуха. Таким образом, можно поддерживать в помещении одинаковую температуру независимо от погоды.

Питание от блока с предохранителями подается на электрод котла через термостат. Последний работает как выключатель. Когда вода достигает выставленной температуры, то цепь размыкается, и котел перестает греть теплоноситель. При понижении температуры термостат замыкает цепь, и котел начинает работать.

Обслуживание ионных котлов

Ломаться в электродном котле нечему. Обслуживание ионных котлов, по отзывам, сводится к контролю количества солей в теплоносителе и очистке электрода от накипи. В процессе эксплуатации на электроде оседает накипь. Снять ее можно механическим путем, например, болгаркой со специальной насадкой-щеткой или крупной наждачной бумагой. Чистить нужно до блеска.

Кроме этого, со временем электрод уменьшается в размерах, агрессивная среда его разъедает. Поэтому рано или поздно его нужно будет заменить. Главное, не прозевать этот момент, так как работа котла и безопасность всего оборудования напрямую зависит от этого.

И электродные. О последних и пойдёт речь в статье.

Электродный котёл

Характеристика

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

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

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

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

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

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

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

Преимущества и недостатки

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

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

Плюсы электродного котла отопления:

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

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

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

К недостаткам данных агрегатов относят следующее пункты:

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

Принцип работы и устройство

Устройство электродного котла

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

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

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

Как сделать своими руками электродный котёл

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

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

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

Начинаем процесс сборки:

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

Обзор производителей ионных котлов

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

Рассмотрим подробнее некоторых производителей.

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

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

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

Электродный котёл Галан Вулкан

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

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

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

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

Электродный котёл ЭОУ

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

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

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

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

Электрический тороидальный котел Инноватор

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

Имеет размеры 30*10*10 сантиметров.

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

Гарантия даётся производителем на 60 месяцев.

Стоимость — 8 200 рублей.