катодный котел отопления для частного дома

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

Стоит ли использовать электродные котлы для отопления частного дома

Если с распространенными ТЭНовыми моделями электрокотлов все предельно ясно, то понимание принципа работы, преимуществ и недостатков электродных котлов отопления присутствует далеко не у всех. Связано это с завышенными заявлениями маркетологов, утверждающих о невероятной экономии и, наоборот, с отзывами владельцев, убедившихся, что это не совсем так.

На деле же электродные котлы – это обычные электрокотлы, несколько отличающиеся принципом действия, компактными размерами и более низкой стоимостью. Но стоит ли использовать именно их для отопления частного дома и насколько правдивы все существующие мнения, выясним, разобрав принцип работы и отличия от стандартных ТЭНовых электрокотлов.

Что из себя представляют электродные котлы отопления

Электродные котлы отличаются компактными размерами, маломощные однофазные модели едва превышают диаметр магистралей отопительной системы и не требуют места вокруг себя, поэтому могут быть установлены абсолютно в любом месте. Но стоит учитывать, что они представляют из себя всего лишь теплообменник, в отличие от ТЭНовых моделей в моноблочном корпусе требуют отдельной покупки расширительного бака, циркуляционного насоса, группы безопасности и прочих элементов отопительной системы.

Устройство и принцип работы

Действие котлов основано на прямом нагреве посредством электролиза. В корпусе на определенном расстоянии друг от друга расположены электроды: катоды, притягивающие при подаче постоянного тока положительно заряженные ионы воды, и аноды, притягивающие отрицательно заряженные ионы. Но при подаче на электроды переменного тока они сменяют полярность 50 раз в секунду (стандартная частота тока 50 Гц), что вызывает постоянно движение ионов воды. За счет высокого сопротивления среды, кинетическая энергия движущихся ионов преобразовывается в тепловую и теплоноситель быстро нагревается.

В технической литературе электродные котлы также называют электрокотлами прямого нагрева, поскольку теплоноситель нагревается напрямую, посредством прохождения через него тока, а не через нагрев ТЭНа, который потом нагревает воду.

С одной стороны такой принцип нагрева не подразумевает образование накипи и КПД ионных электрокотлов остается неизменным на протяжении всей службы, в то время как КПД ТЭНовых моделей за счет образования накипи при использовании в качестве теплоносителя жесткой воды со временем снижается до 90 или даже 80% (от изначальных 99%). С другой же стороны воздействие электрического тока усиливает процесс коррозии всех металлических элементов водяного контура отопительной системы.

Для работы электродных котлов необходим недистилированный и нефильтрованный теплоноситель, который будет выполнять роль электролита. Это может быть обычная водопроводная вода, пропиленгликоль или этиленгликоль. Практически все производители ионных электрокотлов выпускают собственные теплоносители и рекомендуют использовать именно их (тут часто бывает и подвох, т.к. при использовании иного теплоносителя слетает гарантия, это прописано в паспорте большинства моделей).

Использование в качестве теплоносителя дистилированной воды, антифриза или масла недопустимо.

Стоит ли их использовать для отопления частного дома: разбираем известные утверждения и заблуждения

Это действительно так, однако любой электрокотел не требует отдельного помещения под котельную, особого покрытия стен, организации дымохода, приточной и вытяжной вентиляции. Процесс организации системы отопления с котлом ионного типа действительно более простой, но не настолько как при использовании ТЭНовых аналогов, которые уже имеют в своем корпусе все необходимые узлы системы отопления (достаточно подключить лишь подачу и обратку).

Еще один пример полноценной системы отопления с недорогим электродным котлом.

Касательно согласования, то все зависит от мощности. Любые электрокотлы мощностью более 10 кВт требуют обязательного согласования со службами Энергонадзора. Также важно понимать, что любые электрокотлы мощностью свыше 6 кВт необходимо подключать к трехфазной электросети.

КПД всех современных электрокотлов более 99%, поэтому подобные заявления это всего лишь маркетинговый прием или сравнение с крайне старыми моделями, которых уже как минимум несколько лет нет в продаже.

Однако в заявлении есть и доля истины, поскольку из-за образования накипи при использовании в качестве теплоносителя жесткой воды КПД ТЭНовых моделей со временем снижается до 90 или 80%: для подогрева теплоносителя через слой накипи необходимо больше времени и энергозатрат. КПД ионных котлов остается стабильным на протяжении долгого времени.

Также на экономичность серьезно влияет функциональность автоматики. Автоматика ионных моделей более простая и уступает ТЭНовым, где в моделях среднего ценового сегмента и выше присутствуют энергосберегающие ночные режимы, возможность программирования режима работы на неделю вперед и т.д. Решить проблему можно с помощью комнатного терморегулятора стоимостью 2 000-4 000 тыс. руб., но опять таки, это дополнительные расходы, нивелирующие основное преимущество электродных котлов – низкую стоимость.

Настенный комнатный терморегулятор для электрического котла.

При грамотной, соответствующей требованиям, эксплуатации это от части так, поскольку электродные котлы имеют максимально простое устройство и какая-либо неисправность в первые 12-15 лет эксплуатации – редкость.

В то же время, единственной уязвимой деталью ТЭНовых моделей является сам нагревательный элемент – ТЭН. При использовании некачественного теплоносителя он подлежит замене спустя 3-5 лет, при использовании подготовленного, очищенного и умягченного теплоносителя – до 8-10 лет.

При аварийной ситуации это действительно так и обосновывается принципом работы, поскольку при утечке теплоносителя или отключении электроэнергии, электроды попросту перестанут работать. При подаче питания они снова возобновляют работу без вмешательства человека. ТЭНовые модели при отсутствии защиты от перегрева не перестанут работать при утечке теплоносителя, что приведет к разрушению.

Но дело в том, что сегодня даже многие бюджетные ТЭНовые электрокотлы имеют защиту от перегрева, режим предотвращения замерзания, защиту от блокировки циркуляционного насоса. Поэтому это крайне спорное утверждение.

Большинство электродных моделей стоят в пределах 4-9 тыс. рублей, в то время как стоимость ТЭНовых – от 19 до 29 тыс. за наиболее распространенные модели среднего ценового сегмента.

Низкая цена котлов ионного типа действительно является весомым преимуществом, но часто переоценивается покупателем. Стоит учитывать, что для организации системы придется отдельно докупать расширительный бак, группу безопасности, циркуляционный насос и прочие узлы, уже имеющиеся в корпусе моделей с трубчатым электронагревателем. А это еще 5-10 тыс. руб., для достижения большего комфорта и экономии также необходим функциональный электронный терморегулятор – еще 2-4 тыс. руб.

Сложности при эксплуатации

Подводя итог: если вы не готовы к дополнительным работам по монтажу и особенностям экусплуатции электродных котлов, лучше доплатить 20-30% стоимости и выбрать ТЭНовый электрокотел, что мы и рекомендуем сделать. На сегодня они занимают около 90% рынка электрокотлов. Но при грамотном подходе имеет место быть и выбор в пользу котлов ионного типа, преимущества и недостатки которых подытожены ниже.

Отзывы о бытовых электрокотлах ионного типа: преимущества и недостатки

Преимущества

Недостатки

Стабильно высокий КПД на протяжении длительного времениВсе элементы отопительной системы необходимо докупать отдельноНизкая стоимость, на 20-30% ниже с учетом всех необходимых для организации системы отопления элементов и на 50-60% ниже при сравнении сами котловПосредственная автоматика, уступающая по функционалу ТЭНовым моделям среднего ценового сегмента и вышеОтсутствие любых неисправностей в виду максимально простого и надежного устройстваДополнительные трудности в эксплуатации: выбор теплоносителя и необходимость в его регулярной смене, ограниченный выбор радиаторов отопления, необходимость надежного заземленияПростота монтажаИспользование исключительно в системах отопления закрытого типаСамые компактные размерыБолее быстрый на 30-40% нагрев теплоносителя

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Галан

Наиболее распространенный российский производитель электродных котлов. Имеет самый широкий модельный ряд и варианты мощности: от маломощных 2-3 кВт-ных моделей для обогрева небольших помещений до мощных 36 кВт-ных ионных котлов. Электрокотлы отличаются одними из наиболее бюджетных ценами быстрым нагревом, бесшумной работой. Из недостатков – ступенчатая регулировка мощности и дорогой, рекомендуемый производителем, теплоноситель (около 2 200 рублей за 20 л).

Модельный ряд представлен не только компактными «Очаг», «Гейзер» и «Вулкан», но и моноблочными «Галакс», в корпус которых уже установлены расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр.

Стоимость: 4 000-13 000 руб. за компактные и 29 000-30 000 за моноблочные модели.

Еще один российский производитель, аббревиатура расшифровывается как «Энергосберегающие отопительные установки».

Модельный ряд представлен электрокотлами мощностью от 1 до 36 кВт. Электродные ЭОУ отличаются долговечностью (заявленный производителем срок службы и вовсе 30 лет) и функционированием от обычной водопроводной воды. Недостатками являются посредственная автоматика, более высокие цены и посредственная доступность, поскольку производитель представлен в самой малой части магазинов рынка отопительного оборудования.

Стоимость: 4 600-15 000 руб.

Beril

Известный латвийский производитель SIA “BERIL”. Несмотря на более высокую стоимость, электродные котлы Beril являются одними из лучших для отопления частного дома, поскольку отличаются высокой надежностью, качеством сборки и главное – многофункциональной экономичной автоматикой. Имеется плавная поградусная регулировка мощности, несколько экономичных режимов работы, возможность подключения внешних датчиков температуры или GSM-модуля, статистика потребления электроэнергии.

Также имеются характерные ТЭНовым моделям защита от перегрева и режим предотвращения замерзания.

Стоимость: 4 450-25 000 руб.

Котерм

Еще один российский производитель отопительного оборудования. Наиболее удачной моделью считается Котерм «Дачник М», отличающейся максимально компактными размерами, качеством сборки и надежностью, быстрым нагревом теплоносителя. Известные недостатки – это посредственная автоматика со всего лишь 3-х ступенчатой регулировкой мощности и ограниченным функционалом, а также необходимость использования исключительно фирменного теплоносителя Котерм Эко.

Стоимость: 8 800-11 000 руб.

Источник

Электродные котлы отопления

Существует множество способов отопления своего жилья при помощи электрической энергии. Однако обычно на ум приходит такой вариант, как котел, работающий на водяном ТЭНе. Принцип работы здесь состоит в том, что нихромовая нить внутри имеет высокое сопротивление, она нагревается и передает тепло наполнителю трубы, потом – металлической оболочке и воде. Но почему бы не сделать этот процесс еще проще? Ведь можно без посредника при помощи примитивных электродов из двух бритвенных лезвий присоединить к ним провода и подключить электрическое питание. Именно так и возникли электродные котлы отопления.

Как появились электродные котлы

Такие устройства, как электродные котлы отопления, были созданы еще в середине прошлого столетия предприятиями оборонного комплекса для подводного флота Советского Союза. В частности – это было для того чтобы производить отопление отсеков подводных лодок, которые имели дизельные двигатели. Такой прибор по тем временам полностью соответствовал всем условиям заказа подводного флота. Ведь устройства имели довольно маленькие размеры, если сравнивать их с обычными котлами. Им не требовалась вытяжка, при работе такие устройства не шумели. При всех достоинствах они эффективно нагревали носитель тепла, а стоит заметить, что использовалась для этого морская вода. Далее к 90-тым годам заказы для оборонного комплекса уменьшились в объемах, так, и потребности военного флота в таких котлах прекратились.

Самая первая так называемая гражданская версия электродного котла отопления была создана инженерами – А.П. Ильиным и Д.Н. Кунковым. На свое изобретение инженеры получили патент в 1995 году.

Таким образом, мы видим, что электродные котлы современного вида – это устройства, которые были доведены до совершенства относительно недавно. В современности такие приборы пользуются популярностью в бытовых условиях, как показывают отзывы о них.

В чем заключается принцип работы

Ионные котлы отопления работают на основе прямого взаимодействия теплоносителя, который занимает пространство между анодом и катодом, и электрического тока. После того, как электрический ток проходит через носитель тепла, положительные и отрицательные ионы начинают хаотично двигаться. Положительные движутся к отрицательно заряженному электроду, а отрицательные – к положительно заряженному. Благодаря тому, что ионы постоянно двигаются в этой среде и встречают сопротивление, теплоноситель нагревается быстро. Этому способствует то, что электроды постоянно меняются ролями – каждую секунду полярность их изменяется 50 раз: так, каждый электрод 25 раз будет анодом и 25 – катодом в течение 1 секунды. Они подключены к переменному току частотой 50 Гц.

Заметим тот факт, что именно благодаря такой частой смене заряда у электродов вода не раскладывается на кислород и водород – для электролиза требуется постоянный ток. С тем, как растет температура в котле, повышается давление. Именно оно вызывает такой процесс, как циркуляция носителя тепла по контуру отопления. Таким образом, электроды в емкости котла не участвуют непосредственно в нагревании воды и не нагреваются сами.

Отметим также то, что важным условием для корректной работы котла является омическое сопротивление воды на уровне, который не превышает 3000 Ом с температурой 15 градусов.

Для этого носитель тепла должен иметь в составе определенное количество солей, ведь не стоит забывать, что первоначально такие котлы использовали именно морскую воду. Так, если вы зальете туда дистиллированную воду, то нагреть ее не получится, так как просто-напросто не будет электроцепи между электродами.

Характеристики электродных котлов отопления

Электрические электродные котлы отопления обладают некоторыми положительными свойствами:

Но стоит выделить несколько недостатков электродных котлов:

Что следует знать

Когда вы создаете отопительную систему, которая будет использовать катодные котлы отопления, стоит обратить внимание на несколько аспектов:

Для любителей нетрадиционных систем отметим, что электродные котлы отопления своими руками или фабричные – не подойдут для систем Теплый пол и Теплый плинтус. Температура в таких системах не должна быть более 45 градусов – поэтому котел не сможет дать полную отдачу.

Источник