Почему электродные котлы быстро нагревают помещение

Содержание:

Знаете ли вы, что первые модели электродных котлов разрабатывались для военно-морского флота СССР? Благодаря чему они сейчас широко используются в быту? Как они работают и как их устанавливают? Ответы на эти вопросы вы найдете в данной статье.

Где используются электродные котлы

Читать также:

Как выбрать котел для частного дома – советы экспертов

Какие вы знаете способы отопления дома с помощью электроэнергии? Первым делом, когда вы представляете монтаж систем отопления, перед глазами возникает такая картинка: котел с водяным ТЭНом. Нихромовая нить, обладая высоким сопротивлением, внутри такого ТЭНа нагревается, передает тепло наполнителю трубки, затем металлической оболочке и потом — воде.

Но ученые решили упростить задачу и нагревать теплоноситель, минуя посредника, с помощью электродов и проводов, подключенных к электропитанию. Напомним, что первые модели электродных (ионных) котлов первоначально разрабатывались для военно-морского флота СССР (это было в середине прошлого века). А для гражданских целей электронные котлы стали выпускать и применять всего пару десятков лет назад. 

Итак, электродные (ионные) котлы — это разновидность электрических котлов. Они используются в автономных отопительных системах. Главная отличительная черта такого отопительного оборудования – блок электродов, который заменил в качестве нагревательного элемента традиционный ТЭН. 

Ионными котлами можно обогревать частные дома, дачи, магазины, ларьки, мастерские.

Принцип работы электродного котла

В электродном котле вода нагревается за счет ионов, которые движутся между электродами. Когда он включается, происходит ионизация теплоносителя, при этом молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы. Вновь образовавшиеся ионы направляются к отрицательному и положительному электродам. При этом выделяется тепло, которое передается теплоносителю. Таким образом, жидкость нагревается напрямую, без участия «посредников», которыми в традиционных электрических котлах являются ТЭНы.

Вода в ионных котлах играет роль элемента электрической цепи. Она нуждается в специальной подготовке для получения электросопротивления нужной величины — в добавлении в нее поваренной соли, ведь первоначально такие котлы создавались с учетом использования морской воды. Если же вы возьмете дистиллированную воду и попытаетесь нагреть ее с помощью ионного котла, ничего из этого не получится.

Ионные агрегаты набирают мощность постепенно. Когда теплоноситель нагревается, его электрическое сопротивление снижается, величина тока возрастает, а количество тепла увеличивается.

Иногда электродный котел используют в сочетании с другими видами отопительного оборудования: твердотопливным или газовым. При необходимости для существующей отопительной системы может применяться схема параллельного подключения двух или более электродных агрегатов.

Преимущества электродных котлов:

• высокий КПД, почти 100%; 
• очень компактный размер при высокой мощности;
• не нужен дымоход;
• электродный котел способен самостоятельно поднимать давление в контуре отопления;
• высокая степень безопасности. Если у котлов с ТЭНами при недостаточном уровне теплоносителя в емкости котла может произойти авария, то в электродном котле недостаток теплоносителя приведет только к остановке котла;
• очень малая инертность позволяет эффективно управлять температурным режимом при помощи автоматики, как результат — минимум затрат энергии, и температура в помещении будет всегда на том уровне, который вы задали автоматическому контроллеру;
• не страшны ионному котлу перепады напряжения в электросети, в таком случае его работа не прекращается, только меняется мощность;
• возможна установка нескольких ионных котлов одновременно;
• экологически чистый вид обогрева.

Как видим, у электродных котлов очень много плюсов. Однако когда вы выбираете монтаж системы отопления, то должны взвесить и минусы.

Недостатки электродного котла:

• он потребляет только переменный ток, а при постоянном токе произойдет электролиз воды;
• необходимо контролировать электрическую проводимость теплоносителя. При изменении электролитических характеристик выработка тепла резко снижается;
• как любому нагревательному прибору с водяным ТЭНом, ему требуется заземление. При этом, если произойдет пробой изоляции, риск поражения электротоком выше, чем у ТЭНовых водонагревателей;
• есть ограничение по температуре нагрева теплоносителя — она не должна превышать 75 °С, в противном случае энергопотребление котла сильно возрастает;
• неизменное образование накипи на электродах понижает мощность котла, потому что это препятствует ионизации;
• предъявляются высокие требования к качеству отопительных приборов;
• отопительная система должна быть оснащена циркуляционным насосом;
• из-за переменного напряжения тока происходит износ электродов, как результат — их нужно периодически менять;
• коррозия в завоздушенном отопительном контуре, который содержит теплоноситель-электролит, происходит во много раз быстрее;
• в одноконтурной системе нельзя использовать нагретую воду для бытовых нужд; 
• пусконаладочные работы самостоятельно произвести невозможно, нужно вызывать специалистов. Дело в том, что неспециалист не сможет понизить омическое сопротивление воды с повышением ее проводимости до нужного уровня; 
• нужно иметь специальное оборудование, чтобы проверять электропроводность теплоносителя, которая в процессе эксплуатации изменяется.

Технические характеристики

При монтаже систем отопления нужно знать технические характеристики. Бытовой ионный котел имеет форму цилиндра, его диаметр обычно не больше 320 мм, длина — 600 мм, вес — 12 кг. Наименьшая мощность — 1-2 кВт, подходит для отопления помещения примерно 80 м² (при этом достаточно 40 л воды в отопительной системе), максимальная — 50 кВт,  для помещений около 1600 м². Однофазные котлы имеют мощность 2-6 кВт, трехфазные — 9-50 кВт. Напомним, что температура в 75 °С является оптимальной для ионных котлов.

Если площадь 100 м², нужно умножить показатели на 5 – котел должен быть 5 кВт, объем помещения — не более 300 м³, а в отопительной системе должно находиться до 240 л воды. 

Количество потребляемой энергии зависит от коэффициента теплопотери здания.

При режиме «максимум», который подходит для температуры -23 °С, работа котла в сутки занимает 8 часов (имеется в виду нагрев и остывание). Чтобы рассчитать количество потребляемой энергии, предлагается такая схема: мощность котла умножается на количество часов его работы в сутки.

Как установить электродный котел

Электродный котел должен быть укомплектован автоматическим воздухоотводчиком, обратнопредохранительным клапаном, манометром. В системах открытого типа регулирующую или запорную арматуру нужно устанавливать только после расширительного бачка. Это значит, что участок трубопровода между выходом из котла и до расширительного бачка не должен содержать какой-либо запорной арматуры.

В системах закрытого типа запорную арматуру устанавливают на отрезке трубопровода после расширительного бачка и до ввода в котел. В том случае, если сразу после выхода из котла стоит группа безопасности, расширительный бачок нужно установить на обратке. 

Ионные котлы, независимо от их модели, устанавливают в отопительную систему вертикально, с помощью крепления к стене. Первые 1200 мм обвязки на подаче теплоносителя в котел делают из металлической неоцинкованной трубы, а дальше можно использовать металлопластиковые трубы.

Очень важно надежное заземление ионного котла. Заземляющий медный провод должен иметь сечение 4-6 мм, его сопротивление — не более 4 Ом. Проводник подключается к нулевой клемме, которая расположена в нижней части котла. 

Наилучший вариант — когда электродный котел устанавливают в новую отопительную систему, промытую до этого чистой водой. Когда котел врезают в уже существующий контур, нужно тщательно промыть его водой, причем добавив в нее спецсредства. Какие именно и в каких пропорциях — это указано в техническом паспорте на котел и зависит от производителя. Если это условие не соблюдать, то накипь помешает точной настройке омического сопротивления. 

Читать также:

Что важно знать для грамотной замены радиаторов отопления

Когда вы выбираете радиаторы для системы с ионным котлом, обратите внимание на потребление ими теплоносителя. Нужно выяснить, сколько литров потребляет один радиатор, а затем вычислить общий литраж, исходя из нужного вам количества радиаторов. Слишком вместительные отопительные приборы не подойдут, ведь такая система будет потреблять более 10 л теплоносителя на киловатт установленной мощности котла. Для этого он должен работать безостановочно, а это повлечет очень большие затраты электроэнергии. Общий литраж отопительной системы должен быть примерно 8 л на киловатт мощности.

Для запуска ионного котла нужны амперметр или нагрузочные клещи.

После подключения котла к системе отопления и включения питания амперметром измеряется потребляемая мощность. Если сила тока больше, чем та, что указана в техпаспорте, нужно добавить в систему отопления дистиллированную воду. Если же сила тока меньше необходимой, добавляют пищевую соду из расчета 30 г на 100 л воды (соду размешивают в теплой воде).

Выбор радиаторов отопления

Для монтажа систем отопления с электродным котлом больше всего подходят биметаллические и алюминиевые радиаторы. Причем при выборе алюминиевых радиаторов поинтересуйтесь происхождением алюминия. Он может быть первичным, т. е. полученным из природных материалов — алунитов, бокситов, нефелинов и т. д., или вторичным, т. е. переплавленным из вторсырья. Более дешевые радиаторы из вторичного алюминия выполнены из сплава, в котором большое содержание примесей, повышающих сопротивление теплоносителя.

Материалы

В открытые системы отопления рекомендуют устанавливать отопительные приборы из алюминия с внутренним полимерным покрытием, которое снижает коррозию. А в закрытых системах такие радиаторы не нужны, поскольку коррозия активизируется при наличии воздуха в объеме теплоносителя, таким образом, содержание солей в нем не станет причиной коррозии.

А вот чугунные радиаторы для монтажа систем отопления с нагревом от электродного котла подходят меньше всего, потому что сильно загрязнены изнутри, а грязевые частицы влияют на проводимость теплоносителя. Также чугунные радиаторы потребляют большой объем теплоносителя, что может превысить установочную мощность конкретной модели ионного котла, понадобится более мощная модель.

Производители электродных котлов допускают использование чугунных радиаторов при таких условиях: они произведены по евростандарту (в Турции или Чехословакии) и перед вводом в котел, на обратке, в трубопроводе стоят уловители шлама и фильтры грубой очистки.

Бренды

В странах СНГ представлены электродные котлы таких производителей: российское ЗАО «Фирма «Галан», латвийское ООО «Stafor EKO» и украинский СПД-ФЛ Гончаренко О. А. У первых двух — одноименные бренды, у последнего бренд «ЭОУ» (энергосберегающая отопительная установка).

Стоимость электродного котла напрямую зависит от его мощности. При этом комплект автоматики продается, как правило, отдельно и стоит вдвое дороже котла.

Срок гарантии на электродный котел — от года до двух лет. В среднем они служат около десяти лет, при условии, что четко соблюдаются эксплуатационные требования к теплоносителю и своевременно, т. е. раз в два-четыре года меняются электроды.

Некоторые нюансы

Если вы делаете монтаж системы отопления, которая основана на нагреве теплоносителя от ионного котла, нужно учесть такие нюансы:

• лучше всего устанавливать ионный котел в контур, созданный специально под него;
• если вы используете в качестве теплоносителя антифриз, то особое внимание уделите разъемным соединениям — текучесть антифриза выше, чем у воды;
• трубы, которые образуют отопительный контур, оберните слоем теплоизоляции, чтобы котел смог выйти на оптимальный рабочий режим;
• если группы отопительных радиаторов расположены на разных этажах здания, то более эффективно установить независимые ионные котлы нужной мощности на каждую группу;
• ионные котлы не подходят для монтажа систем отопления «теплый пол», потому что температура циркулирующего теплоносителя там не должна превышать 45 °С, а значит, котел не сможет выйти на необходимую рабочую температуру.

Расчет мощности

В инструкциях по эксплуатации ионных котлов, как правило, приводится максимальная площадь помещения, которую можно обогреть, если у строения небольшие теплопотери. 

Читать также:

Что надо знать, чтобы сделать водяное отопление

Мощность котла нужно выбирать с небольшим запасом, учитывая при этом мощность электросети. Если отопление действует с такой электронагрузкой, которая близка к предельно допустимой, то делают трехфазную подводку с нулевым проводом и устанавливают трехфазный котел. Он обладает, по сравнению с другими агрегатами, большими возможностями для регулировки мощности. А трехфазное сетевое питание расширяет возможность использования разного электрооборудования. 

Электропитание происходит за счет прокладки двухфазных линий и установки трехфазного счетчика. Это не дороже, чем провести мощную однофазную линию.

Таким образом, ионными котлами можно отапливать частные дома, дачи, магазины и т. д. Если нет централизованного газоснабжения, то такие котлы — выход из ситуации.

Как установить электрический котел, подключить к нему питание и спустить воздух и отрегулировать давление, узнаете из этого видеоролика: