Электродные (ионные) котлы являются разновидностью электрических котлов и предназначаются для использования в автономных отопительных системах. Основная отличительная черта этого отопительного оборудования – блок электродов, заменивший в качестве нагревательного элемента традиционный ТЭН.
Это позволило устранить некоторые проблемы агрегатов на ТЭНах – недолговечность нагревательных элементов, низкую экономичность, сложность управления нагревом с помощью современных видов автоматики.
Принцип работы электродного котла
В отопительном оборудовании данного типа нагрев воды происходит за счёт ионов, движущихся между электродами. При включении агрегата происходит ионизация теплоносителя, при которой молекулы распадаются на ионы: положительные и отрицательные. Образовавшиеся ионы направляются к электродам: отрицательному и положительному. Этот процесс осуществляется с выделением тепла, которое и передаётся теплоносителю. Таким образом, происходит прямой нагрев жидкости без участия «посредников», в качестве которых в выступают ТЭНы.
Вода, которая в отопительных агрегатах играет роль элемента электрической цепи, нуждается в специальной подготовке для получения нужной величины электросопротивления. Подготовка, как правило, заключается в добавлении в воду поваренной соли.
Набор мощности в ионных агрегатах происходит постепенно. При нагреве теплоносителя его электрическое сопротивление снижается, величина тока возрастает, количество тепла увеличивается.
Возможно подключение электродного котла в сочетании с другими видами отопительного оборудования: или . При необходимости для существующей отопительной системы может применяться схема параллельного подключения двух или более электродных агрегатов.
Котёл «Галан» – продукт конверсионных разработок
Отопительный агрегат «Галан» выпускается по нормативам, предъявляемым к военной технике, поскольку это устройство является конверсивной разработкой предприятий, выпускающих приборы для отопления подводных лодок и военных кораблей.
Электродный котёл «Галан» представляет собой цилиндр, диаметр которого – 60 мм и длина – 310 мм. Ток подаётся к агрегату с помощью концентрических трубчатых электродов, затем передаётся к теплоносителю. Разогретый теплоноситель циркуляционным потоком распространяется по трубам и радиаторам. В отопительных системах с электродными устройствами «Галан» циркуляционный насос служит для ускорения разогрева теплоносителя, а затем его можно отключить.
Преимущества ионного котла марки «Галан»:
- наличие встроенного датчика автоматического контроля нагрева;
- высокий КПД – до 98%;
- низкая чувствительность к перепадам напряжения;
- небольшое энергопотребление;
- отсутствие необходимости согласования на установку и использования с котлонадзором;
- более компактные, чем у ТЭНовых агрегатов, габариты;
- невысокая стоимость – от 250-300 долларов.
Для этих агрегатов был разработан специальный антифриз «Поток». Добавки к этой жидкости замедляют образование накипи на стенках устройства и протекание коррозионных процессов металла.
При монтаже своими руками электрической части обогревательной схемы необходимо пользоваться «Инструкцией» Главгосэнергонадзора 21.03.94 г. №42-6/8-ЭТ.
«ЭОУ» – энергосберегающие отопительные установки
«ЭОУ» представляют собой электродные отопительные установки проточного типа. Могут применяться в замкнутых водяных отопительных системах, предназначенных для обогрева дач, коттеджей, производственных и складских помещений площадью 20-2400 м 2 . ЭОУ — отличные .
Достоинства «ЭОУ»:
- экономичность, КПД равен примерно 98%
- компактность, однофазные модификации имеют длину 300 мм, а диаметр – 42 мм, трёхфазные модели имеют длину 400 мм, а диаметр – 108 мм;
- может монтироваться в замкнутую систему водяного отопления любого типа без установки циркуляционного насоса;
- применение спецматериалов гарантирует долговечность эксплуатации установки;
- нагревательный элемент не выйдет из строя, если при подаче электропитания в установке отсутствовал теплоноситель.
При отсутствии установка котлов электродного типа является одним из наиболее экономичных и надёжных вариантов организации автономного отопления.
Экология потребления.Усадьба:Бытовые отопительные котлы пополнились новыми моделями – электродными котлами Галан, отличающиеся очевидным преимуществом. В отличие от иных отопительных приборов, электродный котел не нуждается в согласовании на установку по действующим «Правилам».
Бытовые отопительные котлы пополнились новыми моделями – электродными котлами Галан, отличающиеся очевидным преимуществом. В отличие от иных отопительных приборов, электродный котел не нуждается в согласовании на установку по действующим «Правилам». Что представляет собой модели нового котла, и какие условия существуют для его собственноручного подключения?
Котлы Галан, принцип работы, технические характеристики и конструкция
Электродный котел отопления представляет собой ТЭНовую конструкцию, оснащенную материалами от европейского производителя. Напомним, что это сталь нержавеющая марки AISI 316L и нихромы с повышенной нагрузочной способностью, выдерживающие длительный рабочий цикл.
Принцип работы электродного котла галан заключается в пропускании электрического тока (электролиз) через специальный незамерзающий теплоноситель.
Электролиз и перенос тепла нагретого состояния электродов осуществляется при постоянном токе. Компактную конструкцию нагревательных блоков отличают небольшие габаритные размеры и вес котла в сборе. Теплоносителем отопительной электродной системы является антифриз.
технические характеристики электродных котлов
Основной технической характеристикой котла электродного является мощность.
Линейка электродных котлов представлена моделями Очаг, Гейзер и Вулкан.
Самым маленьким отопительным котлом является серия ОЧАГ , имеющая незначительную потребляемую мощность (от 2 до 6 кВт), предназначенную для обогрева площади 120, 230 и 280 куб.м.
Например, электродный котел галан очаг 3 имеет такие характеристики:
- габаритные размеры: длина 275 мм, 35 мм, вес прибора менее 1 кг.
- мощность 3 кВт позволяет обогреть помещение площадью 120 м3.
Модели ГЕЙЗЕР средней производительности обладают повышенной мощностью – 9 и 15 кВт с возможностью обогрева помещения площадью 340 и 550 м3. Габаритные размеры равны 360 и 410 мм, 130 мм, вес 5 кг.
Самыми мощными являются модели ВУЛКАН , обладающие мощностью 25, 36 и 50 кВт и предназначены для обогрева помещений от 830 до 1650 м3.
Линейный КПД электродного котла может достигать 96-98 %. По отношению к традиционному ТЭНовому, экономичность электродного котла составляет до 50% за счет способа непосредственного нагрева теплоносителя.
Первое, что бросается в глаз при виде электродных котлов это необычная конструкция. Вместо пузатого и объемного котла длинные цилиндрические конструкции с двумя резьбовыми фланцами, обозначенные стрелочками разного цвета (входящей синей и выходящей красной). Металлический корпус котла может иметь диаметр от 40 до 100 мм длиной 310 – 350 мм. конструкция электродных котлов
В процессе электролиза и при разогреве теплоносителя в котле повышается внутреннее давление до 2Атм. Нагретая вода выталкивается вверх, обеспечивая функции циркуляционного насоса. Кроме того, галан электродные котлы отличает наличие отопительной автоматики с простой системой управления прибором.
Особое внимание заслуживают многофункциональные блоки управления, предназначенные для осуществления определенного алгоритма работы нагревателей электрических. Установку и монтаж электродного котла без определенных знаний произвести собственноручно будет сложно.
Процесс монтажа сводится к установке непосредственно котла Галан, навесного оборудования, обвязке, подключению электроники и закачки в отопительную систему теплоносителя.
Комплект поставки
В комплект поставки электродного котла от производителя входят:
- электродный блок мощностью от 3-50 кВт
- силовой блок, включающий автомат защиты, модульный контактор и цифровой терморегулятор воды
- цифровой терморегулятор по воздуху блок «климат-контроль».
Навесное оборудование (расширительный бак и насос) в комплект поставки не входят, поэтому их параметры предварительно рассчитывают, а оборудование приобретают отдельно.
Требования к отопительной системе
Чтобы обеспечить нормальное функционирование отопительной системы необходимо соблюсти ряд требований:
- предполагаемая система отопления должна быть двухтрубной закрытого типа с мембранным расширительным баком (характеристики по объему 1/10L)
- котел монтируют вертикально, не превышая уровень радиаторов
- при обвязке котла рекомендуется соблюдать соотношения диаметров блока котельного (Ø 32), стояка Ø32 (1″/1/4), магистрали (Ø 25), выводов на радиатор (Ø 20).
Для подключения в отопительную систему рекомендованы чугунные, алюминиевые и биметаллические типы радиаторов, а также система регистров с соблюдением стандартной комплектации и литража теплоносителя.
Обвязка электродного котла
Обвязке котла электродного подлежат следующие компоненты отопительной системы:
- расширительный бак
- насос циркуляционный
- группа безопасности
- краны обратки и фильтр грубой очистки
- кран залива теплоносителя
- кран слива теплоносителя из системы
- кран подачи.
Перед монтажом и установкой электродного котла галан необходимо произвести расчеты компонентов отопительной системы. Мощность котла рассчитывают согласно площади помещения и высоты потолков, а также материала стен дома или квартиры. Затем определяют место будущей установки котла и разрабатывают схему и развязку магистралей, тип радиаторов.
Если планируется установить котел в существующую отопительную систему (в большинстве случаев), то расчет может быть ограничен правильной обвязкой и подключением силового блока и терморегулятора.
Производим монтаж котла Галан
Для монтажа котла Галан используют пластиковые трубы. В горизонтальной разводке необходимо создать уклон 3 градуса. Высота размещения вертикального стояка должна быть не менее 2 м над котлом. Электродный котел требует заземления с сопротивлением заземления 4 Ом.
После установки котла производят размещение расширительного бака и насоса циркуляционного. Запорные краны на магистрали трубопровода устанавливают после обратки и расширительного бака. Вентили устанавливают до и после радиаторной группы.
Как произвести монтаж котла и навесного стандартного оборудования, показано здесь.
Схемы подключения котла
Существует несколько схем подключения котла: базовая стандартная, параллельного подключения и подключения к системе теплый пол для номинального напряжения 220 и 380 В и множество других не менее интересных схем.
Самыми простыми считаются схемы подключения однофазного электродного котла или трехфазного электродного котла с электроникой управления, циркуляционным насосом и фильтром. Но какую бы схему вы не предпочли внедрить в жизнь, обязательным условием является заземление установки.
Например, для электродного котла галан очаг 3 с номиналом потребляемой мощности 3 кВт, согласно базовой схеме подключения, необходимо напряжение с частотой 50 Гц и максимальным током котла по фазам 13,7 А и пусковым током 5 А.
При этом подключение осуществляют с применением токопроводящей медной жилы провода сечением 4 мм2 и к отопительной системе с помощью муфты ДУ 32 мм.
Но электродный котел остался обыкновенным котлом, если бы в отопительной системе не присутствовали элементы управления с блоком измерения и регулировки рабочих параметров КРОС.
Электронное управление котлом
Электронное управление представляет собой прибор, оборудованный блоком датчиков, кабелем и интерфейсным штекером для подключения к стандартному интерфейсу RS232. Схематически электронное управление котлом (КРОС) состоит из контроллеров, регулятора мощности котла, электронного ключа управления циркуляционным насосом.
Различают контроллеры тока и контроллеры проводимости теплоносителя. Токовый контроллер ограничивает значение тока на рабочем уровне, заданном при запуске системы.
Контроллер проводимости выполняет функции определения состояния теплоносителя: отключает котел при достижении носителем тепла критического уровня проводимости или продолжает работу. Датчики проводимости и температуры носителя выносные.
Для монтажа кабелей блока управления используют провод сечением жил 0,12-2,5 мм2. Концы кабеля для управляющих цепей зачищают на 7-10 мм. Винты клемм ослабляют и устанавливают провода. Затягивать клеммы необходимо с усилием не более 2 Нм.
Произвести подключение блока управления поможет видео.
После монтаж и подключения в отопительную систему закачивают электролит и производят регулировку параметров нагрева. Для контроля силы тока в системе используют навесные клещи. опубликовано
P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet
Присоединяйтесь к нам в
Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.
Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.
Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.
История появления и принцип работы
В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.
Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.
Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.
Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел
Характеристики: преимущества и недостатки
Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:
- КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
- В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
- Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
- Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
- Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
- Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
- Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
- Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления
О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете
Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.
Среди отрицательных сторон стоит отметить:
О других способах электрического отопления дома,
Устройство и технические характеристики
Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.
Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:
- Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
- Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
- Клеммы заземления
- Клеммы, подающие питание на корпус
- Резиновые изоляционные прокладки
Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:
- Длина – до 60 см
- Диаметр – до 32 см
- Вес — около 10-12 кг
- Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт
Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.
Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:
- Блок пускателя
- Защиту от скачков напряжения
- Контроллер управления
Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.
Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:
- Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
- Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне
Видео руководство
Простой ионный котле своими руками
Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:
- Труба стальная диаметром 5-10 см
- Клеммы заземления и нулевого провода
- Электроды
- Провода
- Металлический тройник и муфта
- Упорство и желание
Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:
- На электрод подается исключительно фаза
- На корпус подается исключительно нулевой провод
- Обязательно предусматривается надежное заземление
Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:
- Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
- Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
- С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
- Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
- Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
- Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)
- Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
- Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта
Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.
Особенности монтажа ионных котлов
Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.
Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.
Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.
Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя. Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.
Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.
Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:
- В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
- Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
- Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование
Производители и средняя стоимость
Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:
- «ЭОУ» (Украина)
- ООО «Stafor EKO» (Латвия)
- ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)
Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей . Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.
Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года. Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.
Подводим итоги
Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.
Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:
- Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
- Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
- Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть
Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.
В электродном отопительном устройстве увеличение температуры теплового носителя происходит за счёт броуновского движения ионов. Подобная конструкция позволяет экономить расход электрической энергии и способствует её рациональному использованию. Как сделать электродный котёл своими руками? Ответив на этот вопрос, можно снизить затраты на сооружения системы отопления и попытаться изготовить её самостоятельно.
Список материалов и инструментов
На начальном этапе следует внимательно изучить чертежи будущей отопительной системы и в соответствии с ними произвести подбор необходимых материалов и инструментов. Для изготовления обогревательного прибора понадобятся следующие элементы:
- устройство для сварки. Лучше, чтобы аппарат имел инверторную конструкцию. Новичку проще с ним работать;
- труба из стали. Из неё будет изготавливаться корпус котла. Оптимальный диаметр трубы составляет 10 см. Её длина не должна превышать 30 см;
- металлический стержень будет выполнять роль электрода;
- тройник для соединения корпуса обогревателя с батареями отопления;
- муфта для крепления котла;
- изоляционный материал для клемм и электродов;
- клеммы для оборудования контура заземления;
- болгарка.
Принцип действия
Работа электродного котла основана на протекании процесса электролиза. В воду опускают два разноимённо заряженных электрода. Ток, подаваемый на них, имеет постоянное значение. Результатом химического процесса является разнонаправленное движение ионов.
То же самое происходит в обогревательном устройстве. Только на контакты электродов подаётся переменное напряжение. Ионы с огромной частотой постоянно меняют направление своего движения. В результате этого и происходит нагревание теплового носителя.
Преимущества электродной конструкции
Электродные обогреватели обладают рядом преимуществ по сравнению с классическими котлами:
- коэффициент полезного действия приближается к 100 %. Простая и надёжная конструкция позволяет практически всю используемую электрическую энергию преобразовывать в тепло;
- отопительные устройства обладают небольшими габаритами. Их устанавливают непосредственно в отопительный контур. Не занимается дополнительное место в помещении.
- Характерным представителем обогревателей подобного типа является электрокотел скорпион;
- приборы имеют высокую надёжность. Если система запускается при отсутствии теплового носителя невозможен её выход из строя;
- скачки напряжения не приведут к отключению отопления. Изменится лишь температура нагревания;
- самодельный электродный котел для водяного отопления является более экономичным устройством, по сравнению с обычным электрическим нагревателем. При его работе расходуется меньше электрической энергии.
Недостатки
Качественная работа отопительного прибора возможна лишь при определённом составе воды. Отклонения от нормы приведут к уменьшению мощности устройства.
Котёл нельзя использовать без контура заземления. Существует вероятность поражения электрическим током. Электродную обогревательную конструкцию нельзя устанавливать на некоторые виды радиаторов.
Изготовление электродного обогревателя
Существуют различные схемы подключения электродного обогревателя к отопительной системе. При одноконтурном соединении отопление используется только для обогрева помещений. Если установить двухконтурное устройство, теплоноситель будет также использоваться в системе горячего водоснабжения.
Изготовление электродного отопительного устройства осуществляется в следующем порядке:
- на стальную трубу, которая в дальнейшем будет использоваться в качестве корпуса котла, насаживается муфта;
- на другой конец крепится тройник;
- проверяется герметичность соединения, необходимо исключить вероятность возникновения утечек;
- торец тройника соединяется с электродом. Его неподвижность обеспечивается с помощью используемого изоляционного материала. Электрод устанавливается в определённом положении и фиксируется;
- перед проведением сварочных работ внутрь трубы наливается жидкость;
- к трубе привариваются стальные болты. К ним будет крепиться провод заземления и нулевой. Места соединения тщательно изолируются;
- На последнем этапе изделие соединяется с отопительным контуром и подключается. Следует учитывать, что для защиты системы нельзя использовать УЗО. В этом случае повышается вероятность поражения электрическим током.
Чтобы обеспечить безопасность работы нагревательного прибора конструкция дополняется следующими элементами:
- предохранительным клапаном;
- устройством, с помощью которого будет производиться удаление воздуха;
- датчиком давления;
- расширительным бачок.
Монтаж электродного обогревателя следует проводить с учётом определённых рекомендаций:
- устройство крепится в вертикальной плоскости;
- непосредственное соединение прибора с отопительной системой следует осуществлять с помощью металлических труб;
- для заземления выбирается медный провод;
- перед включением котла необходимо очистить систему с помощью специальных средств.
Регулировка работы обогревательного устройства
Жидкость для электродных котлов должна обладать определённым химическим составом. Для эффективной работы отопительной системы необходимо подобрать правильную концентрацию соли. В этом качестве используют обычную соду. Регулировка проводится следующим образом:
- провода питания соединяют с амперметром;
- включают отопительный прибор;
- в жидкость добавляют соду и заливают её в расширительный бачок;
- с помощью амперметра определяют силу тока. Она не должна превышать 18 А;
- периодически раствор доливается в отопительную систему и измеряется сила тока. При достижении значения в 17 А доливка прекращается.
Выбор радиаторных батарей
При выборе радиаторов следует учитывать мощность отопительного устройства. 1 кВт мощности обогревателя должно соответствовать 10 л теплового носителя. Не стоит наливать жидкость с запасом. В этом случае будет расходоваться больше электрической энергии для её нагревания.
Лучше использовать биметаллические или алюминиевые радиаторные конструкции. Они содержат меньше примесей, которые при попадании в систему отопления, будут негативно влиять на её работу.
Особенности эксплуатации
В обогревательных приборах с электродным принципом действия образуются гидролизные газы. Поэтому в системе должны быть предусмотрено устройство для спуска воздушных масс.
Для подачи электрической энергии может использоваться ручной режим или автоматическая система управления. Чтобы увеличить силу тока обогревательного котла необходимо повысить концентрацию соды в жидкости. При изменении характеристик теплового носителя изменяется величина сопротивления. Для стабильной работы устройства следует контролировать состав жидкости, поддерживая определённые пропорции.
Электродные обогревательные устройства обладают высокой эффективностью и применяются для отопления небольших строений. При этом они имеют небольшие габариты и позволяют экономить свободное место в помещении.
Ионный или как его еще называют, электрический электродный котел – это прямоточный водонагреватель, способный быстро и эффективно нагревать жидкость. Используется устройство преимущественно на дачах или загородных домах, так как его просто установить и разрешение на использование не требуется. Единственный существенный недостаток – довольно дорогостоящая эксплуатация в качестве основного способа отопления в квартире.
Вместо ТЭНа или катушки в ионном котле нагревательными элементами выступают электроды. Они имеют хороший КПД и потребляют не слишком много электроэнергии в сравнении с другими нагревательными электрическими приспособлениями. Конструкция устройства довольно простая, поэтому его можно собрать самостоятельно.
Принцип работы электродного котла
Как видно на рисунке, при изменении полярности тока меняется и направление движения ионов солей в воде. В этом случае в качестве контактов используется электрод и корпус устройства.
Принцип действия такого устройства основывается на процессе электролиза, то есть роль нагревательного элемента играет сама вода . Однако есть одно условие: чтобы вода начала проводить через себя ток, обязательно наличие солей. Чем больше примесей в жидкости, тем лучше она будет проводить ток. Заряженные частички примесей или ионы под действием электричества начинают двигаться от контакта к контакту (электроды). Так как ток в обычной электрической сети переменный, а его частота составляет 50 Гц, то ионы меняют свое направление от электрода к электроду 50 раз за секунду.
Домашняя сеть имеет постоянное напряжение в 220 В, отсюда, исходя из закона Ома, при снижении сопротивления сила тока увеличивается. Но вода все же не является хорошим проводником в отличие от таких металлов, как алюминий или медь, поэтому из-за повышения силы тока она начинает нагреваться. Благодаря этому КПД электродных котлов приближено к отметке в 100%.
ВАЖНО! Мощность водонагревателя напрямую зависит от количества примесей в воде. Чем больше солей, тем мощнее котел.
Эта простая схема наглядно показывает простоту устройства электродного котла.
Как правило, стандартный котел имеет форму цилиндра. Внутри последнего устанавливается электрод тоже цилиндрической формы. При этом первый контакт в устройстве – это электрод, а второй – сам корпус. Исходя из этого, появляется необходимость в заземлении водонагревателя, так как ток может пробивать на его корпус .
Если вы решили купить электродный котел отопления, проблема заземления отпадает. Большинство заводских моделей имеют корпус, покрытый полиамидом. Последний играет роль изолятора. Также обращайте внимание на размер водонагревателя. Обычно это небольшой цилиндр высотой до 600 мм и диаметром до 300-400 мм. Такие котлы могут развивать мощность до 6 кВт, чего вполне достаточно для обеспечения среднестатистического дома или квартиры.
Преимущества и недостатки электродных котлов отопления
Мы будем сравнивать электродные модели лишь с другими электрическими водонагревателями. Во внимание не будут браться газовые котлы, которые, конечно, намного дешевле обходятся в эксплуатации, но требуют получения разрешительных документов на их использование, наличие проекта, газа и другие особые условия.
Итак, ионные котлы могут выгодно выделяются среди своих аналогов следующим:
Электродные котлы являются самыми малогабаритными отопительными элементами. Что совершенно не сказывается на их работоспособности.
- они компактные, имеют простую конструкцию, поэтому хорошо подходят для применения на дачах или частных домах;
- устройствам нестрашны перепады напряжения, так как последнее влияет лишь на мощность котла, но никак на его работу;
- ионные водонагреватели быстро нагреваются и остывают, поэтому с ними удобно применять любые автоматизированные системы контроля температуры в помещении;
- они безопасны, так как даже при отсутствии воды устройство не испортится, не вызовет пожар или замыкание , оно просто не будет работать (не будет замкнутой цепи);
- они обладают отличным КПД, достигающим 98%.
Недостатки электродных водонагревателей:
- знания в электротехнике нужны не только для того, чтобы соорудить котел, но и рассчитать параметры жидкости, ее электропроводности и количества примесей;
- для работы устройства не подойдет обычная вода, например, из любой системы отопления, так как в такой жидкости много свободных ионов;
- нельзя допускать попадание воздуха внутрь котла, так как это ускорит процесс коррозии металла, тем самым уменьшит срок службы водонагревателя;
- нужно следить за температурой воды в котле, так как если она превысит отметку в 75 градусов, то это существенно увеличит затраты электроэнергии;
- при установке прибора нужно его заземлять, в особенности это касается самодельных устройств;
- мощность водонагревателя напрямую зависит от теплоносителя ; качественная и правильно сделанная жидкость способна увеличить мощность прибора и наоборот;
- они работают только от переменного тока.
Вы сможете использовать свой электродный котел в качестве проточного водонагревателя, просто подключив его к водопроводной системе.
Кроме этого стоит упомянуть несколько особенностей ионного нагревателя воды:
- его можно использовать в качестве обычного проточного водонагревателя, а не только как котел;
- легкость сборки и монтажа, простота ремонта положительно сказываются на его популярности;
- очень дешевый, даже если покупать заводской вариант, а не делать его самостоятельно;
- бесшумный, никак не воздействует на окружающую среду или человека, не выделяет токсинов или вредных веществ, поэтому его можно установить в любом месте.
Насколько бы ни был хорош ионный котел, все равно он не является достойной заменой газовым аналогам. Если есть возможность установить газовое оборудование, конечно, выбирайте последнее.
Установка и эксплуатация электродных нагревателей воды
Хотя монтаж системы отопления с ионным котлом довольно просто, все же сначала вы должны усвоить несколько обязательных правил, без которых система или не будет работать вовсе, или же станет небезопасной и недолговечной.
Обязательные требования:
- оборудуйте систему манометром, который поможет следить за давлением в котле и трубах;
- обязательно установите предохранительный клапан, чтобы последний сбрасывал излишки пара;
- стоит смонтировать автоматические отводчики воздуха;
- позаботьтесь об устройстве запорной арматуры, которая должна располагаться обязательно после расширительного бачка.
Схема системы отопления с использованием электродного котла довольно проста. Главное, установить все обязательные ее элементы. А именно: воздухоотводный и обратный клапаны, манометр, сливной и предохранительные вентили.
Сам котел необходимо монтировать строго вертикально , так как вода при нагревании превращается в пар и стремится вверх. Подача холодной жидкости осуществляется снизу. Устройство должно иметь отдельное крепление, а не висеть на трубах. Также не стоит устанавливать пластиковые трубы непосредственно на выходе из котла. Первые 1,5 метра трубы должны быть металлическими. Остальную часть системы отопления можно выполнить из металлопластиковых труб.
Перед запуском системы отопления с ионным котлом, ее нужно полностью промыть специальными средствами. Таким образом вы существенно повысите КПД и долговечность всей системы.
Еще один немаловажный вопрос – заземление. Его необходимо выполнить из проволоки диаметром от 4 мм, имеющей сопротивление не более отметки в 4 Ом. Подключать заземление нужно к нулевой клемме, расположенной в нижней части водонагревателя.
Особое внимание стоит обратить на объем системы отопления . Следуйте простому правилу: на 1 кВт мощности котла наибольший литраж составляет 8 л. Несложно подсчитать, что на мощность, например, в 5 кВт, максимально допустимый литраж составит 40 л.
Расчет объема – важная составляющая. При неправильном подсчете снизится эффективность работы устройства. Котел будет работать больше, а, значит, увеличится потребление электроэнергии и износ нагревателя.
Алюминиевые радиаторы являются наилучшим выбор для частных домов с электродным котлом отопления.
Для электродных устройств не подходят обычные чугунные радиаторы, так как в своем составе они содержат большее количество примесей, влияющих на электропроводность жидкости. Здесь оптимальным выбором станут алюминиевые или биметаллические батареи . Лучше выбирать те, которые имеют наименьший объем, чтобы снизить энергозатраты.
Электродный котел своими руками
Как говорилось ранее, ионный водонагреватель имеет относительно простую конструкцию, поэтому его можно сделать и самостоятельно. Стоит ли этим заниматься, ведь можно взять уже готовую модель в магазине, правда, немного переплатив.
Итак, для самостоятельного изготовления вам нужно купить или найти в закромах следующие материалы и инструменты:
- тройник и муфту;
- изоляционные материалы;
- клеммы для подключения котла к электросети и заземлению;
- один или несколько (по желанию) электродов;
- стальная труба большого диаметра (для корпуса устройства);
- сварочный аппарат;
- набор ключей;
- газовый ключ;
- вентили, обратный и воздушный клапаны, манометр.
Берете трубу большого диаметра (около 100 мм) и длиной желательно от 250 мм. С помощью тройника в нее нужно вставить электрод. Через этот же тройник будет поступать вода. С другой стороны трубы нужно установить муфту, через которую уже нагретая жидкость будет идти в систему отопления.
ВАЖНО! Так называемый ноль, идущий от розетки, обязательно устанавливается на трубу, а не электрод. На последний подключается фаза.
Процесс сборки электродного котла достаточно прост, главное чтобы система была герметична и электрод не касался других металлических частей.
При монтаже электрода на тройник установите между ними изолятор (например, пластиковый). Не забывайте, что устройство должно быть герметичным . Если вы хотите трубу и тройник соединять между собой резьбовым соединением, то придется его заказать в токарной мастерской.
На трубу приварите болт и на него установите клемму для крепления будущего заземления. Сверху установите муфту и приварите металлическую трубу (как говорилось ранее с длиной 1,2-1,5 метра), после чего можно всю конструкцию закрыть декоративным корпусом.