Электрический ионного типа котел для отопления частных домов принцип работы

Ионные электрические котлы отопления

Устройством и сохранением домашнего очага издавна занималась женщина. Но времена меняются, и современные технологии требуют мужского вмешательства. Выбор котла отопления достаточно серьезный шаг, ведь стоимость такого изделия немалая. Да и приобретают котел отопления не на один год.

Из-за надежности, экономичности и долгого срока работы многие потребители обращают свое внимание на ионные электрические котлы отопления. Это разновидность электрического нагревательного прибора, работающая на принципе электролиза.

Характеристики ионных котлов отопления

Основным параметром, характеризующим данную конструкцию, является безопасность. При отсутствии в котле с тэном жидкости, может произойти возгорание элемента. При работе ионного кола лишь размыкается цепь. Что приведет к отключению прибора. Никакого вреда системе, жителям или самому котлу при этом нанесено не будет.

Приобретение электрического котла всегда характеризуется высоким КПД. У котла, работающего по принципу электролиза, теплоотдача приближается к 100%. Что дает возможность сэкономит на энергии. Причем, котел сам по себе является прибором с низким потреблением.

Для установки такого вида оборудования не нужно устраивать дымоход. Достаточно просто источника питания в виде розетки. Для котла нет специальных норм по установке. Потому разместить прибор можно в любом удобном месте дома. Главное обеспечить доступ для ремонта и регулирования работы. Котлы ионного типа являются достаточно легкими и малогабаритными устройствами. Потому он занимает совсем немного площади. Удобно закрепить котел можно в санузле, ванной комнате, кухне или даже в коридоре.

Использование котла не влияет на экологическую обстановку. Он не создает вредных выбросов и не оставляет отходов. Но в эксплуатации есть и минусы. Теплоноситель должен обладать определенными характеристиками, чтоб быть удачной средой для электролиза. Зачастую в воду добавляют соль. От накипи электроды засоряются, это препятствует работе системы.

Контроль правильности состава жидкости необходимо проводить постоянно. Котел обязательно нужно заземлять. Так же обязательно необходимо контролировать температурный режим. Превышение жидкостью температуры выше +75°С ведет к резкому повышению энергопотребления. Ток питания должен быть переменным. Постоянный ток создаст электролиз всего объема жидкости.

Применение ионных котлов отопления

Данный вид техники применяется для устройства отопительных систем замкнутого контура. Обязательное наличие циркуляционного насоса делает систему более подвижной и способствует ее быстрому разгону.

Котел может использоваться как дополнительный источник нагрева. Например, снабжать здание теплой водой. В системе может быть несколько котлов ионного типа, или он может работать в паре с другим аппаратом. Системы с несколькими котлами применяются для больших общественных зданий, для отопления цехов и ангаров.

Ионный котел часто применяется в частных домах и квартирах с автономной системой отопления. Его низкая потребляемость и малые размеры способствуют экономичности и удобству использования. Котел позволяет нагревать дом за малый промежуток времени.

Ионные электрические котлы отопления не монтируются без системы управления и регулирования. В качестве таковых может выступать блок на самом котле. В него входит манометр, температурный датчик, автоматическая защита от скачков в сети, запорный кран. Так же котел может быть оснащен автоматической системой регулирования. Она крайне удобна для пользователя и позволяет работу на удаленном доступе. В любое помещение выносится панель управления котлом, на которой отображаются все необходимые параметры.

Котлы электродные

Большой популярностью для отопления помещений различного назначения пользуются электрические котлы электродные или их еще называют ионными.

С помощью электродных котлов можно обогреть помещения частных домов, коттеджей, таунхаусов, дач, кафе, ресторанов, учреждений общественного пользования, складов, теплиц и т.д.

Кроме того, специальные двухконтурные котлы этого типа позволяют не только отапливать помещение, но и обеспечивать его горячей водой.

Принцип работы

Сущность работы такого котла заключается в его устройстве и процессах, которые происходят во время его работы. Основными частями котла являются:

  • корпус, изготовленный из металла;
  • блок электродов (анод и катод);
  • патрубки, служащие для ввода и вывода теплоносителя;
  • клеммы (питания и заземления).

Блок электродов является основным нагревательным элементом. В качестве теплоносителя используется вода, которая является элементом электрической цепи. К ее качеству предъявляются особые требования (она должна иметь определенную проводимость).

При прохождении эл. тока через блок электродов происходит расщепление молекул воды, что приводит к нагреву теплоносителя.

Напряжение, которое прилагается к электродам, позволяет ионизировать воду, но явление электролиза не происходит, т. к. катод и анод меняются местами с частотой электрической сети, при этом количество тепла, которое выделяется при этом пропорционально силе тока и сопротивлению воды.

Нагретая до определенной температуры вода попадает в систему отопления и таким образом происходит обогрев помещения.

Для управления процессом обогрева котел снабжают специальными устройствами (регуляторами, термодатчиками), которые позволяют устанавливать и регулировать температуру нагрева.

Более сложные системы котлов снабжаются специальным блоком запуска, защитой от скачков напряжения, дистанционным управлением.

Классификация ионных электрокотлов

Основные признаки, по которым классифицируют устройства, следующие:

  • мощность;
  • принцип распределения теплоносителя;
  • способ питания (одно- или трехфазные);
  • количество контуров (одно- или двухконтурные).

По мощности электродные котлы отопления выпускаются от 2 до 50 кВт, при этом котлы мощностью до 6 кВт могут питаться от однофазной сети и использоваться для отопления помещений по объему не более 80 м 3 .

Котлы большей мощности (более 9 кВт) должны питаться от трехфазной сети и могут обогревать помещения по объему до 1600 м 3 .

Температура теплоносителя не должна превышать 75 0 С, т.к. при увеличении температуры нагрева воды свыше указанной цифры, происходит и увеличение потребляемой мощности котла.

Чем ниже температура теплоносителя, тем ниже энергопотребление в виду того, что он (теплоноситель) имеет более низкую электропроводность.

Электродные котлы по принципу распределения теплоносителя делятся на закрытые и открытые. Закрытые системы обязательно снабжаются расширительным баком и циркуляционным насосом для того, чтобы вода постоянно циркулировала по отопительной системе.

В котлах открытой системы этот теплоноситель движется естественно без применения циркуляционного насоса.

Преимущества и недостатки

К основным преимуществам относятся:

  • высокий коэффициент полезного действия (приближается к 100%);
  • не возможность возникновения аварийных ситуаций;
  • разогрев системы до необходимой температуры происходит очень быстро;
  • выдерживает резкие перепады напряжения;
  • легко монтируется;
  • небольшие габариты и вес;
  • не требует особых навыков при его обслуживании;
  • экологичность.

К недостаткам можно отнести следующие факторы:

  • требовательны к качеству воды;
  • питаются только от источника переменного тока;
  • должен обязательно заземляться в целях электробезопасности.

Выбор электродного котла

При выборе мощности электродного котла необходимо знать параметры помещения (площадь и объем), которое предполагают отапливать, количество теплоносителя в системе и электрические параметры сети.

Практическим способом установлено, что 1 кВт мощности котла может обогреть помещение, имеющее площадь не более 20 м 2 , объем — до 60 м 3 и 40 л воды в системе.

Если необходимо отапливать помещения, имеющие большие площади, то в этом случае устанавливают несколько котлов, соединяя их параллельно.

Мощность увеличивается на 25% в случае применения двухконтурных котлов.

Производители ионных котлов

Котлы электродные производят как отечественные, так и зарубежные производители.

Среди российских производителей особой популярностью пользуются котлы ТМ марки «Галан».

На втором месте по популярности являются котлы, поставляемые из Латвии компанией «Stafor EKO» и на третьем – котлы «ЭОУ» из Украины.

Среди импортных производителей лучшими считаются котлы известной во всем мире немецкой компании «Bosch».

Электродный котел своими руками

При изготовлении устройства своими руками необходимо выполнить следующие работы:

1. Изготовить корпус из трубы Ø 5 ÷ 10 см длиной 25 см, нарезав на ее концах резьбу (не менее 7 ниток) и посредине приварив винт или болт М8;

2. Вставить с одной стороны трубы с помощью тройника блок электродов;

3. С другой стороны трубы с помощью муфты осуществить подключение трубы отопления;

4. Обеспечить герметичность с помощью изолятора, изготовленного из термостойкого пластика;

5. К болту заземления подвести нулевой провод и подсоединить заземление;

6. Опробовать устройство в работе, не забыв проверить омическое сопротивление воды.

Как видно из пошаговой инструкции, изготовить ионный котел своими руками не тяжело, но лучше воспользоваться готовыми котлами, произведенными по новейшим технологиям и которые будут безопасными и надежными при работе. Обязательно.

Электродный котел: плюсы и минусы

В нашей стране невозможно представить себе помещение без отопления. Чаще всего в украинских домах, квартирах, дачах и других постройках используется газовое отопление, но в последние годы по причине повышения цены на газ набирает популярность электрическое отопление. Каждый из нас сталкивался с электроотоплением – ведь довольно сложно представить себе дом, где нет электрообогревателей: тепловентиляторов («дуек»), электрических батарей, конвекторов и калориферов.

Но не все знают, что существует целых пять методов отопления, которые базируются на применении электроэнергии:

  • электрокотлы с контуром отопления;
  • электрические конвекторы;
  • инфракрасные обогреватели;
  • система «Теплый пол»;
  • масляные радиаторы, тепловентиляторы и другие.

Бытует мнение, что любые методы отопления, берущие за основу электрический ток, весьма дороги по причине довольно высокой цены на электроэнергию по сравнению со стоимостью газа. Но спешим вас заверить, что это не более чем стереотип.

Как раз таки электрокотлы (ТЭНовые, электродные или, как их еще называют, ионные) весьма экономичны и обладают уймой преимуществ, о чем свидетельствуют положительные отзывы владельцев. Но о них чуть позже.

Что такое электродный котел?

Итак, что же такое электродный котел? Это устройство, которое нагревает воду с высокой скоростью, обеспечивая помещение теплом и горячим водоснабжением, не используя при этом нагревательных элементов.

Электрический и электродный котел – это одно и то же?

Функционал всех электрических котлов базируется на принципе нагрева жидкости в присоединенном к ним внешнем контуре отопления. Электрический котел – это общее понятие, а разновидностями электрокотлов считают ТЭНовые, индукционные и электродные котлы.

Отличия ионного котла от электродного

Электродный котел часто называют ионным или ионообменным. Так что ионный и электродный котел являются тождественными понятиями. Вариант «электродный» считается более распространенным и корректным, поскольку основным отличительным элементом котла является набор электродов.

Особенности электродных котлов

К главным особенностями электродных котлов относят их принцип работы и эффективность. При работе электродного котла ток проходит от одного электрода к другому через жидкость, которая в результате этого нагревается с очень высокой скоростью. В качестве жидкости (теплоносителя) используется вода определенного состава — с набором солей, активаторов и добавок с удельным электрическим сопротивлением не более 1300 Ом·см. В данном вопросе следует придерживаться рекомендаций производителя электрокотла.

Наиболее популярным отечественным вариантом электрических котлов на данный момент является оборудование марки «Галан».

Виды электродных (ионных) котлов

На самом деле существует большое разнообразие электродных котлов. Их классифицируют по следующим признакам:

  • количество контуров (различают одно- и двухконтурные);
  • количество фаз (1 — 220 В или 3 — 380 В);
  • мощность (от 2 до 50 кВт);
  • принцип распределения теплоносителя.

Одноконтурный электродный котел может произвести нагрев воды для системы центрального отопления, а двухконтурный подогревает воду еще и для системы горячего водоснабжения (ГВС). Двухконтурные ионные котлы, как и одноконтурные, могут подключаться как к однофазной, так и трехфазной сети.

Мощность электродных котлов колеблется от 2 до 50 кВт. Ее значение зависит от необходимой температуры помещения, утепленности дома, потерь тепла и т.п.

По принципу распределения теплоносителя ионные котлы делят на открытые и закрытые. Последние в обязательном порядке комплектуются закрытым баком и циркуляционным насосом для того, чтобы жидкость могла непрерывно циркулировать по системе отопления.

Также электрокотлы классифицируют по методу крепления – они бывают настенными и напольными.

Преимущества и недостатки электродного котла

Сразу хотим отметить, что преимуществ электродного котла гораздо больше, чем недостатков. К основным плюсам ионных котлов относят:

  • высокий коэффициент полезного действия (КПД) – до 99% электроэнергии преобразовывается в тепловую;
  • невысокая стоимость котла и оборудования в сравнении с газовыми и твердотопливными котлами;
  • небольшие габариты и вес котла, а также его комплектующих;
  • полная безопасность – исключено возникновение любых аварийных ситуаций (утечка газа, появление открытого пламени и т.п.);
  • экологичность (полное отсутствие выхлопов в виде дыма и сажи, а значит и запахов, которые с ними связаны);
  • возможность установки электродного котла в любое помещение;
  • быстрый разогрев системы до необходимой температуры;
  • автоматичность эксплуатации – котел поддерживает установленный температурный режим без дополнительного вмешательства;
  • устойчивость к резким перепадам напряжения;
  • удобство монтажа;
  • отсутствие необходимости оформления каких-либо документов (для электродных котлов мощностью до 6 кВт);
  • бесшумность работы;
  • долговечность;
  • отсутствие необходимости в топливе;
  • сохранение кислорода в помещениях (поскольку нагрев происходит через теплоноситель, а не напрямую, как при использовании тепловых конвекторов и инфракрасных нагревателей);
  • простота обслуживания;
  • возможность одновременного использования с котлами других типов.

Наряду с вышеуказанными плюсами электродных котлов, они имеют и недостатки. Ранее основным минусом электрокотлов была высокая стоимость электроэнергии по сравнению с ценой на газ. Но по причине изменения тарифов и увеличения норм потребления электрической энергии этот пункт перестал быть недостатком.

К минусам ионных котлов причисляют:

  • зависимость от бесперебойного электропитания (стоит отметить, что этот недостаток может быть устранен путем установки дополнительной автоматики);
  • требовательность к качеству воды;
  • необходимость заземления;
  • использование одноконтурной схемы не обеспечивает горячее водоснабжение частного дома (для ГВС необходимо наличие двухконтурной системы или бойлер);
  • необходима замена электродов каждые 2-4 года по причине износа.

Насколько экономичен электродный котел?

В электродных котлах отсутствуют какие-либо существенные теплопотери, благодаря чему КПД достигает 99%. Оставшийся процент – это потери на элементах системы отопления. В свою очередь потребление электрической энергии зависит от необходимой температуры в отапливаемом помещении, а также тепловых потерь, которые необходимо компенсировать для поддержания заданного уровня тепла. Также немаловажную роль играет наличие систем оптимизации теплоснабжения.

Ионные котлы отопления — конструкция, принцип работы и монтажная схема

Часто при планировании автономной системы отопления выбор останавливается на традиционных источниках тепла – газовых или твердотопливных котлах. Что делать в ситуации, когда монтаж подобного оборудования невозможен? Появившиеся недавно ионные котлы отопления могут не только оптимально решить вопрос обогрева помещения, но и займут минимум пространства при монтаже. Их основным преимуществом является новаторская методика нагрева воды в системе отопления.

Конструкция и принцип работы ионных котлов

Работа отопительных элементов данного типа основана на хаотичном движении ионов воды во время прохождения ее между активными элементами котла – анода и катода. Электрический ток, протекающий между ними, ускоряет движение ионов, тем самым поднимая общую температуру воды. Общая схема работы показана на рисунке:

Схема работы ионного котла

Но не стоит обманываться простотой конструкции. Собрать надежный и безопасный ионный котел полностью в домашних условиях не получится. Для производства катода и анода используется специальный материал, который не подвержен коррозийному воздействию и имеет высокую механическую прочность. Корпус котла должен быть полностью герметичен, так как малейшее несоответствие стандартного соединения с разводкой труб может привести к прорыву.

Стандартная комплектация состоит из самого элемента отопления, термостата для регулировки температуры и защитного реле.

Особенностью использования данного типа нагревателя является его компактность и возможность создания нескольких замкнутых отопительных систем в одном помещении. Преимущества использования ионных котлов отопления:

  • Габаритные размеры позволяют установить его в любом месте отопительной системы.
  • Высокий КПД (до 99%). Монтаж катода и анода непосредственно в системе отопления сводит потери энергии к минимуму.
  • Площадь обогрева 1 кВт потребляемой энергии составляет около 20 м.кв.
  • Малое время нагрева воды в системе. Благодаря низкой инертности запуска, вода в батареях прогреется до нужного уровня за короткое время.
  • Высокая степень защиты от перепада напряжения в сети. Так же котел не выйдет из строя при «холостой» работе – отсутствии воды в системе.

Благодаря вышеописанным преимуществам, ионные котлы отопления могут устанавливаться как в частных домах, так и в квартирах.

Подключение ионного нагревательного элемента не требует специальных монтажных навыков. Для проведения пуско-наладочных работ можно ориентироваться по самой простой схеме, представленной на рисунке:

Общая схема подключения ионного котла

Для монтажа потребуется:

Ионный котел. Для того, чтобы выбрать котел оптимальной мощности необходимо знать параметры обогреваемого помещения. Рассмотрим вариант 2-х комнатной квартиры (48 м.кв., высота потолков 2,6 м.) с хорошей теплоизоляцией. Рассчитаем общий объем помещения:

Потребляемая мощность для обогрева 1 м? ионным котлом составляет 0,025 кВт., т.е. для комфортной температуры в квартире будет достаточно установить в систему отопления котел мощностью 3 кВт.

  1. Шаровой вентиль необходим для перекрытия воды в случае непредвиденной поломки или замены воды в системе.
  2. Циркуляционный насос обеспечивает движение воды в системе для равномерного распределения по теплоносителям.
  3. Фильтрующий элемент препятствует попаданию в емкость котла загрязняющих элементов из отопительной системы (ржавчина, накипь.).
  4. Для слива воды используют сливной кран, расположенный в самой низкой точке обратной трубы.
  5. Расширительный бак необходим для компенсации расширения воды во время ее разогрева до нужной температуры.
  6. Модуль автоматического включения котла произведет запуск системы согласно заданным параметрам.
  7. Воздухозаборник.

Следует обратить внимание, что для нормального функционирования ионного котла отопления необходима вода строго определенной плотности. При монтаже в уже работающую до этого систему необходимо заменить всю жидкость, а в новую добавить специальный ингибитор. Вода должна быть дистиллированная.

Для первых 120 см соединения котла с системой применять стальные (но не оцинкованные) трубы.

Ссылка на основную публикацию