Что такое электродный котел

Электродный котел для отопления частного дома

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

Электродный котел для отопления частного дома

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

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

Что такое электродный котел

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

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

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

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

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

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

Устройство и принцип работы электродного котла

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

Электродный котел включает в себя:

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Плюсы и минусы электродных котлов для отопления

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

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

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

Обзор и цены на лучшие марки электродных котлов

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

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

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

Цена агрегата 4500 руб.

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

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

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

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

Protherm Скат 24 KR 13

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

Минимальная цена агрегата составляет 43 тыс. руб.

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

Электродные котлы для отопления частного дома отзывы владельцев

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

Электродный котел своими руками чертежи

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

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления.

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

Источник

Особенности электродных котлов отопления для частного дома

Альтернатива печному и газовому отоплению – электродный котел. Компактный и безопасный, он не требует постоянного присмотра и экономит электричество. Работает бесшумно и может регулироваться разными способами.

Что такое электродный котел

Электрические котлы по типу нагревательного элемента делятся на:

Нагревательный элемент тэн устанавливается в нижней части емкости. Ток проходит через внутренний наполнитель – вещество с высоким коэффициентом сопротивления. В результате корпус тэна – металлическая трубка, нагревается и передает свое тепло воде или другому теплоносителю. КПД оборудования зависит от теплопотерь наружу. Чем хуже изолирован корпус котла, тем дольше будет происходить нагрев системы отопления до нужной температуры. В идеальных условиях коэффициент полезного достигает 96-98%.

Тэновый электрокотел значительно безопаснее газового. Он работает самостоятельно, не требует постоянного присмотра. Воду в систему можно наливать обычную, из водопровода. К недостаткам тэнового оборудования относятся:

Тэновый котел имеет такие же большие размеры, как и газовое отопительное оборудование. Основной объем – бак с водой.

Во всех конструкциях электродных котлов отопления нагревательный элемент – сам электрод, непосредственно взаимодействующий с водой. Нагрев происходит за счет сопротивления теплоносителя, очень быстро.

Преимущества и недостатки электродных котлов

Котел электрический электродный за счет непосредственного нагрева теплоносителя имеет ряд преимуществ перед аналогичными обогревателями систем отопления:

Обратите внимание! Во время работы электрокотла электродного для отопления можно услышать движение жидкости в трубах.

Размеры электролизного котла не превышают в длину 250 мм. Диаметр корпуса 2,5 дюйма. Это позволяет устанавливать электролизные обогреватели в любую отопительную систему с твердотопливным и газовым котлом.

Обратите внимание! Трехэлектродный котел подключается параллельно основной трубе. Двухэлектродный нагреватель полый. Он вкручивается в трубу отопления выше твердотопливного и газового оборудования.

Электрокотел электродный настраивается вручную через блок управления. Температура нагрева выставляется в диапазоне от 20⁰ до 90⁰ с точностью до одного градуса. Кроме этого, регулируется интервал для включения на нагрев жидкости, от 30 сек до 5 мин с интервалом в 0,5 мин. Все данные высвечиваются на панели прибора. При изменении параметров блок управления подает приказ и котел реагирует мгновенно: начинает греть сильнее или отключается и ждет, когда вода остынет до нужного значения.

В случае отключения электричества сразу после появления тока водогрейный электродный котел включается и выходит на заданную температуру.

Если в системе нет воды, энергоноситель отсутствует, котел не работает. Он не может нагреться или замкнуть.

Устройство двухэлектродного оборудования более прогрессивное. Жидкость нагревается очень быстро и блок управления отключает котел. Хорошо отлаженное оборудование в холодное время греет воду в соотношении режимов работа-отдых 1:2. Это означает, что выйдя на заданный режим отопления, котел за сутки работает суммарно 8 часов. Остальное время он потребляет электричество только на поддержание работы блока управления, примерно 0,2 Вт в час.

Принцип работы электродных котлов

В электродном нагревателе используется принцип повышения температуры вещества за счет его собственного сопротивления при прохождении через него тока. Трехэлектродный прибор замыкает дугу между электродами, подключенными к фазе, и нулевым. Работает постоянно. Может работать как водогрейный котел для проточной воды.

Более поздняя разработка – корпус с 2 электродами значительно эффективнее и экономнее. Электроды поочередно срабатывают на пике синусоиды тока – максимальное его значение. При частоте 50 Гц получается 100 сильных импульсов. Жидкость мгновенно нагревается. Такая технология нагрева увеличивает КПД до 100%. Остальное время электричество не расходуется.

Схема подключения: электроды к сети переменного тока, корпус заземляется.

Вода греется очень быстро и перемещается по отопительной системе с уклоном за счет разницы температур. Двухэлектродный котел на 5 кВт способен поднимать жидкость без насоса на высоту до 4 м.

Важно! При подключении насоса в отопительную систему он ставится за электродным котлом. Включается на минимальную мощность. Подключать его надо в один разъем с водонагревателем для одновременного отключения.

Устройство электродных котлов

Электронный котел имеет внутри корпуса в качестве нагревательных элементов электроды. В зависимости от конструкции 2 или 3. Они расположены непосредственно в жидкости отопительной системы. При включении оборудования ток поступает с одного электрода на ноль или заземленный корпус, образуя подобие электрической дуги – мини молнии. Жидкость нагревается, охлаждая одновременно сами электроды, и поднимается вверх, уступая место холодной воде с обратки. Процесс непрерывный и управляемый.

Производительность котла зависит от сопротивления жидкости. Дистиллированная вода не проводит ток, но является идеальным теплоносителем. Чтобы добиться нужного сопротивления воды, в нее заливают щелочной электролит.

Популярные модели и их технические характеристики

На территории РФ наибольшую популярность у производителей приобрели электродные котлы компании «Галан». Для отопления дома подходят модели «Гейзер». Они выпускаются мощностью 9-15 кВт и обогревают жилые помещения площадью 60-120 кв м.

Модель «Очаг» 2-6 кВт, приобретают для отопления небольших квартир и дачных домов с площадью до 70 кв м.

Компания ЭОУ выпускает энергосберегающие однофазные электродные котлы для частных домов и трехфазные под сеть 380 В для отопления частных предприятий, цехов, складов.

Двухэлектродный котел «Луч» основной продукт производителя Днепропетровской компании «Луч». Аналоги начала выпускать российская фирма «Галан».

Модель мощностью 5 кВт рассчитана на объем отопительной системы 100 литров, площадь до 120 кв м., выпускается в различных модификациях, отличается комплектацией и способами регулировки. Кроме котла в набор входят:

Экономия электроэнергии по сравнению с тэновыми моделями составляет до 20Вт/кв м.

Критерии выбора

Принцип выбора электродных котлов простой. Основной критерий – объем жидкости в отопительной системе. Ее считают теоретически по размеру труб и количеству радиаторов. Можно просто слить вручную, вынести ведрами и посчитать.

В техническом паспорте указывается площадь помещения. Оборудование в нормальном режиме работы обогреет определенный объем.

Обратите внимание! Модель оборудования выбирается исходя их основных данных. Если поставить слабое, то расход электроэнергии возрастет. Котел будет непрерывно работать на максимальной мощности.

Отзывы пользователей

Владимир Корниенко. Иваново.

Имею двухуровневую квартиру. Отопление было индивидуальное, тэновый котел. Думал, какое оборудование выбрать вместо него. Поставил электродный обогреватель Галан. В комнатах тепло. Оплата за электроэнергию в 2 раза меньше, чем за централизованное отопление и в 1,5 экономнее тэна.

Руслан Сульфетдинов. Новосибирск.

Когда ставил, боялся, что не справится с нашими морозами. Эксплуатировал активно, в доме дети. За 5 лет стал заметен износ электродов. Но стоимость позволяет заменить его новым, дешевле, чем топить газом.

После установки пришлось заменить проводку, старая грелась.

Электродный котлы являются самым безопасным и дешевым способом отапливать дом. Не надо постоянно подбрасывать дрова, как в твердотопливный котел или бояться утечки газа. Безопасный и высокопроизводительный он работает по заданной программе без присмотра.

Источник

Электродный электрический котел для отопления дома

В отопительных системах жилых домов и квартир распространены системы на электродных котлах. По характеристикам это оборудование эффективнее стандартных ТЭНовых и быстрее прогревает теплоноситель, при этом стоимость его невелика. А энтузиасты могут собрать недорогой электродный котел своими руками.

Устройство

Конструктивно электродный котел является цельнометаллической трубой с полиамидным изолирующим напылением. На корпусе находятся клеммы питания и ввод-вывод теплоносителя (воды или иной жидкости). С одного конца цилиндра в котел вставляются электроды, а другая имеет вывод в систему отопления.

В состав также обычно входит электронный блок управления. На рынке представлены образцы готовых блоков автоматики для заводских котлов, можно их адаптировать и к самодельному «водогрею».

Название «электродные» эти котлы получили именно благодаря двум расположенным внутри электродам — аноду и катоду. «Минус» заводится на катод, а «плюс» — на анод. Когда на электроды подается ток, теплонесущая среда нагревается и поступает во внешние системы. Электрический заряд проходит непосредственно через жидкость, благодаря чему она быстро становится горячей.

В промышленных котлах обычно используют следующую схему устройства:

Корпус при такой схеме непременно заземляют, для чего размещают на нем контакт «земли». В самодельных образцах тоже придерживаются такой методики изготовления электродных котлов.

Средние параметры заводских изделий:

Котлы разделяются по способу подачи воды или иной жидкости:

Интересно: современные промышленные котлы не просто имеют продвинутую контрольную автоматику, но и нередко снабжаются системами удаленного управления и модулями связи GSM. Такой прибор можно контролировать через приложение, находясь в любой точке мира с доступом в интернет.

Принцип работы

Многим знакома схема простейшего кипятильника — два присоединенных к проводам лезвия безопасной бритвы. Такой сооруженный из подручных материалов «нагреватель» опасен, но все же способен быстро вскипятить, например, кружку воды. Он использует явление электролиза: вода содержит различные вещества и соли металлов, и, если на погруженные в воду контакты подать ток, заряженные частицы начнут движение от одного контакта к другому. В домовых электросетях РФ частота тока 50 Герц, следовательно, ионы станут менять направление 50 раз в секунду. Это и вызывает нагрев. Этот же принцип эксплуатирует и электродный котел для отопления.

На скорость достижения рабочей температуры влияет состав воды: чем больше в ней солей, тем ниже сопротивление и быстрее движение заряженных частиц. А закон Ома гласит, что при постоянном напряжении снижение сопротивления вызывает рост силы тока. Проводящие свойства воды хуже таковых у используемых в электротехнике металлов (алюминий, медь), поэтому с увеличением силы тока она активно нагревается. Благодаря этому КПД электродных котлов весьма велик: они преобразовывают в тепло значительную часть подаваемой на них энергии.

Мощность котла вычисляется по формуле P=UI, где P — мощность в ваттах, U — сетевое напряжение (220 В в однофазных сетях и 380 — в трехфазных), I — сила тока в амперах.

Плюсы и минусы ионных котлов

Важное преимущество электродного обогревателя — устойчивость к падениям напряжения. Ионизация будет выполняться даже при просадке до 180 В. Это весьма важно в местах с нестабильным электроснабжением.

Еще один плюс — компактность. Электродные котлы могут быть очень маленькими, пригодными даже для небольших жилищ.

Третье достоинство — безопасность. Она исходит из принципа работы: если вдруг вода/другой теплоноситель внезапно пропадут из системы, электродный электрический котел отопления просто перестанет работать, чего нельзя сказать о твердотопливных или газовых вариантах. Аварийные ситуации исключены — что исключает и внедрение в схему дорогостоящей контрольно-измерительной автоматики.

Кроме того, электродное оборудование лишено стандартной проблемы устройств на основе ТЭН — накипи. Благодаря этому у них большие сроки эксплуатации. И работает оно практически бесшумно, чего нельзя сказать, например, об индукционных вариантах.

Среди прочих преимуществ:

Но есть и некоторые минусы. Среди них:

Экономичность

Ионный котел имеет малую инерционность и во время запуска, и при поддержании заданной температуры. Нет промежуточных носителей — поступающее электричество сразу передается на жидкость. Процесс начинается мгновенно, в то время как классическому ТЭНу требуется до нескольких минут на достижение рабочей температуры. То же самое и с выключением: после прерывания подачи тока нагревание прекращается, энергия не расходуется вхолостую. Благодаря этому устройство значительно менее энергозатратно в сравнении с ТЭНовым котлом: отзывы приводят цифру до 30 % меньше потребления электроэнергии.

Важно: для достижения такого результата нужна специализированная контрольная автоматика.

Но со временем мощность способна снижаться. Это происходит по причинам:

Практика показывает, что примерно через 2.5–3 года работы эффективность обогревательной системы начинает падать. Обычно это связано с износом электродов или сбоями в управляющей автоматике, но иногда скорректировать мощность удается изменением состава теплонесущей смеси.

Котел своими руками

Если есть желание собрать обогревательный контур самостоятельно, можно сделать электродный котел из доступных в рознице компонентов, не покупая готовый. Ниже представлена простая схема такого устройства:

Мощность собранного по данному чертежу котла составит около 4 кВт.

Эта схема не требует серьезных сварочных работ. Но при наличии оборудования и навыков вместо резьбовых заглушек можно приварить металлические круги. Более сложные чертежи предлагают вывести теплоноситель вверх заменой заглушки на патрубок.

Внутренний электрод должен быть изолирован от корпуса. Это делается, например, готовыми фторопластовыми или самодельными стеклотекстолитовыми втулками.

Важно: нельзя делать котел из разных металлов. Это приведет к созданию гальванической пары, и один из электродов станет интенсивно покрываться накипью, что быстро снизит эффективность устройства.

Перед началом сборки следует спроектировать, какой станет будущая система — одноконтурной или двухконтурной. Последняя обеспечит не только теплом, но и горячей водой.

Как собрать

Когда подобраны необходимые инструменты и материалы, можно приступать к сборке. Общая инструкция:

Важно: пайка бытовым паяльником или паяльной лампой не подходит! Она не даст необходимой прочности, и собранный таким способом котел будет крайне ненадежен. Соединение металлических частей выполняется исключительно сваркой.

Когда сборка завершена, сварные швы проверяют на проницаемость. Сделать это простым наполнением емкости водой не получится, поскольку в работающем котле жидкость находится под давлением до 2–3 бар. Для проверки:

Если есть непроваренные места, на них появятся мыльные пузырьки. Такие швы повторно провариваются.

При прохождении теста котел можно размещать на месте и подключать к системе отопления. Примерная схема подсоединения:

Данная схема — не единственная. Можно внедрять электродный котел:

Запуск нагревателя

Когда сборка и монтаж завершены, самодельный электродный котел следует включить и вывести на рабочий режим. Для этого подсоединяются все патрубки, подключаются провода, и система заполняется водой. После этого она готова к настройке.

Вывод на заданную мощность обеспечивается корректировкой состава жидкости. Часто в качестве таковой берут обычную водопроводную воду, но это нежелательно: в ней содержатся приводящие к накипи на электродах вредные примеси. Поэтому лучше заполнять емкость дистиллированной водой.

Кроме нее понадобятся:

Электродный котел на 4 кВт требует силу тока 18 ампер. Следует:

После включения амперметр станет показывать меньше целевых 18 А. Чтобы добиться нужных характеристик, в теплоноситель полностью прогретого котла следует небольшими порциями заливать содовый раствор. При достижении 16–17 А доливку прекращают, чтобы не создать избыточную концентрацию.

Внимание: избыток соды/соли приведет к разрыву пластиковых труб или выбросу пара!

Правила установки электродных котлов

В монтаже следует придерживаться некоторых важных правил:

Индукционные котлы

Существует еще одна разновидность подогревателей — индукционные. В них также отсутствуют ТЭНы, но вместо погруженных в воду электродов нагрев выполняют образующиеся при подаче тока на катушку с медным сердечником вихревые токи. Но такие приборы дороги, сложны в обслуживании и эксплуатации. И ремонт вышедшей из строя катушки потребует серьезных затрат.

Заключение

Электродный котел — очень простое устройство, которое легко собрать даже в домашних условиях из подручных материалов и доступных в рознице компонентов. Из специальных навыков для этого нужна лишь сварка (и сварочный аппарат), но эти работы можно доверить специалистам. В остальном создание отопительной системы своими руками не должно составить никаких сложностей, главное — соблюдать инструкцию, следовать технологии и технике безопасности.

В продаже также присутствует множество образцов электродных котлов от разных производителей, способных удовлетворить любым нуждам и обогреть помещения от комнаты до крупного цеха. Они подойдут и небольшой квартире, и загородному дому, и крупному предприятию — главное, подобрать оптимальный по мощности котел. Считается, что на помещение в 20 кв. м и высотой потолков до 3 м достаточно сорокалитрового комплекса мощностью на 1 кВт. Зимой на его работу в комнате указанных размеров при среднем уйдет 8 кВт при среднем времени активности 8 часов в сутки.

Видео по теме

Источник