Сегодня на рынке присутствуют три типа электрических котлов для отопления: индукционные, на основе ТЭНов и электродные. Электродные котлы называют еще ионными или ионообменными, но это одни и те же устройства.

Принцип работы

Отличаются это оборудование от других электрокотлов наличием открытых электродов, на которые подается ток от сети (переменный с частотой 50 Гц). Электроды помещены в воду определенного химического состава. При возникновении разницы потенциалов в электролите, которым является вода, ионы начинают двигаться. Из-за постоянной смены потенциалов на электродах движение заряженных частиц хаотичное. При движении ионов выделяется большое количество тепла, которое и нагревает теплоноситель (воду в данном случае).

Достоинства и недостатки

Удобно ли использовать этот вид котлов для отопления? В принципе, да. Особенно он хорош в тех местах, где напряжение сети нестабильно: даже при падении напряжения до 180 В электродный котел продолжает работать. Мощность его падает, но работает он и дальше. Чем еще удобна такая система: при наличии грамотной автоматики и правильном подключении котла система автономна и может поддерживать заданную температуру самостоятельно. Еще положительный момент: если в силу каких-либо причин из системы исчезнет вода, оборудование просто перестанет работать. Не сгорит, не испортится, а просто работать не будет, так как вода, в данном случае, – рабочая среда. Нет ее – нет тока.

Теперь о недостатках. Из принципа действия электродного котла вырисовывается их главный недостаток: требовательность к составу воды. Вода подходит не любая, а с определенными характеристиками. При запуске системы необходимо теплоноситель подготовить согласно рекомендациям производителя котлов. Обычно это несколько чайных ложек соли или соды на литр воды в системе. Собственно все. Можно также использовать специальные жидкости, которые те же производители и выпускают. Но это для тех, кто совсем не хочет заморачиваться.

С другой стороны, поменяв состав воды, вы можете «подстроить» мощность котла под свои нужды: в принципе, можно заставить работать его как с большей, так и с меньшей мощностью относительно заявленной в паспорте. Требуется лишь изменить химический состав теплоносителя-электролита. Тут важно не переусердствовать, а то можно «доизменять» состав до полного и моментального выхода котла из строя. Потому оставайтесь в рамках, указанных производителем (как обычно, указывается «от» и «до»).

Еще один неприятный момент. Даже очень. Ток распространяется в воде, а вода циркулирует в системе. И, в принципе, не исключена возможность, коснувшись радиатора, получить немалый удар тока. Отсюда вытекает еще одно непременное условие безопасной работы при использовании электродных котлов для водяного отопления: требуется качественное и надежное отдельное заземление. Оно как раз и поможет избежать подобной ситуации.

Не самый приятный момент – необходимость периодической чистки системы и замены электродов – они постепенно истончаются и эффективность нагрева падает. В этом электродные котлы не имеют преимуществ перед традиционными электрическими котлами с ТЭНами.

Насколько электродные котлы экономичны

Насчет расхода электроэнергии электродными котлами постоянно ведутся споры. Продавцы и производители заявляют, что эти котлы более экономичны, чем ТЭНовые. Называют даже цифру – на 30%. Их оппоненты говорят, что если котел на 6 кВт, то и потреблять будет он 6 кВт. Ни больше, ни меньше.

Это так. Но владельцы работающих систем утверждают, что платят за отопление меньше (у некоторых раньше стояли ТЭНовые, а некоторые сравнивают свои счета со счетами друзей). Заметим, что негативные сообщения пишут только теоретики, которые ратуют за использование старых, добрых, хорошо известных ТЭНов. Ни одного отрицательного отзыва от владельцев нет (просмотрено 5 форумов).

Есть один условно негативный: после 2.5 лет работы на «отлично» эффективность системы сильно упала, и поднять ее удалось лишь частично, но недостаточно, путем тщательной подготовки теплоносителя. На первый взгляд, значительное снижение мощности теплоагрегата возможно по двум причинам: износились электроды и их нужно менять, или что-то засбоило с автоматикой. В любом случае, обращаться нужно в сервисный центр к специалистам.

За счет чего же может выигрывать электродный котел для водяного отопления дома? За счет малой инерционности системы: нет никаких промежуточных носителей, и вся энергия, сразу передается теплоносителю. Важно это не только во время старта системы, но и для поддержания заданного температурного режима. Как только температура воздуха в помещении (для большего комфорта нужно отслеживать этот показатель, а не температуру теплоносителя) становится ниже, система включается. Нагрев начинается мгновенно, без задержек на разогрев того же ТЭНа.

Такая же ситуация и с отключением: отключили подачу тока, нагрев прекратился. И снова никакой инерции, и температура держится стабильно, и нет перерасхода электроэнергии вхолостую. Это так. Но для того чтобы все было так, как описано, необходима качественная автоматика, а это, как знаем, недешево.

Практики говорят, что электродные и индукционные котлы больше подходят для устройства , чем котлы на ТЭНах. У них более совершенная автоматика и температура поддерживается точнее. Но современные многоступенчатые котлы на ТЭНах тоже могут регулировать свою мощность, правда переход этот скачкообразный – включение/выключение одного или нескольких нагревательных элементов дает скачек мощности. Так что если выбирать, предпочтение для организации водяных теплых полов можно отдать электродным. в этой области тоже хороши, но стоят намного дороже.

К плюсам использования электродных котлов для водяного отопления можно добавить их малые габариты, низкую стоимость (по отношению даже к котлам на ТЭНах) и бесшумность при использовании (в отличие от индукционных котлов, которые шумят порой сильно). Но тут нужно учесть, что к необходимости проведения отдельной линии питания, нужно будет также соорудить отдельный контур заземления, а это тоже затраты.

В общем, однозначно сказать, хороши электродные котлы или плохи, нельзя. Есть свои положительные моменты, но есть и достаточное количество отрицательных. Собственно, решать нужно в каждом конкретном случае: как всегда при наличии нескольких вариантов встает проблема выбора. Но выбор каждый делает самостоятельно. Мы пытаемся как можно полнее представить ситуацию, а решать все равно вам.

Электродные котлы «Галан»: таблица характеристик и отзывы

Потому заподозрить их в пристрастности достаточно сложно, а они настойчиво продвигают именно электродные котлы. Выпускают они оборудование проточного типа. Это хорошо тем, что установка такого агрегата не требует согласования в «котлонадзоре». Еще один положительный момент: электродные котлы этого производителя могут использоваться в паре с другим водогрейным котлом.

Теперь о характеристиках и ценах. Данные взяты с официального сайта, цены там выставлены в рублях, но в силу нестабильности ситуации мы перевели их по текущему курсу в доллары. Потому возможны некоторые погрешности.

	Потребляемая мощность/напряжение	Объем помещений м 3 /м 2	Объем теплоносителя	Стоимость	Габариты
					Длина	Диаметр	Масса
Галан Очаг 3	2 и 3 кВт/220 В	80-120 м 3 /25-40 м 2	20-50 л	67 $	275 мм	35 мм	0,9 кг
Галан Очаг 5	5 кВт/220 В	200 м 3 /65 м 2	30-60 л	69 $	320 мм	35 мм	1,05 кг
Галан Очаг 6	5 и 6 кВт/220 В	250 м 3 /150 м 2	35-70 л	71 $	335 мм	35 мм	1,1 кг
Галан Гейзер 9	9к Вт/220 или 380 В	340 м 3 /110 м 2	50-100 л	130 $	360 мм	130 мм	5 кг
Галан Гейзер 15	15 кВт/380 В	550 м 3 /180 м 2	100-200 л	136 $	410 мм	130 мм	5,3 кг
Галан Вулкан 25	25 кВт/380 В	850 м 3 /285 м 2	150-300 л	142 $	450 мм	130 мм	5.7 кг

Важно! В таблице указана цена только на сам котел. Необходима также автоматика, которая в зависимости от функционала и возможностей стоит от 50$ до 150$, нужны будут датчики (каждый порядка 15$) а также циркуляционный насос.

Из всего ассортимента мини-электродные котлы отопления «Галан Очаг 3» больше подходят, наверное, для отопления дачи. Хороши они будут и для однокомнатной квартиры. Выпускаются мощностью 2 кВт и 3 кВт. Котлы меньшей мощности на 1 кВт пока не встречались нигде. Отзывы обо всех электродных котлах «Галан» позитивные. Но практически во всех указывается: нужно соблюдать правила установки и подготовки системы: проверять воду и доводить ее состав до нужных показателей, или заливать специализированный раствор, который производит эта же фирма. Важную роль играет правильно подобранная автоматика. На сайте производителя есть объявление: «за работу котлов с не рекомендованной автоматикой ответственности не несем».

«Галан» выпускает как электродные, так и ТЭНовые котлы

Больше всего отзывов имеется от владельцев котлов «Галан Гейзер 9». Недовольных нет. Вот некоторые факты, которые относятся к вопросу о потреблении этими котлами электроэнергии:

• Дом 135 м 2 в Харьковской области. Обогревается «Галан Гейзер 15». За сезон отопления 2012-2013 года на счетчике было 2750 кВт.
• Помещение 120м 2 в Днепропетровской области. Установлен «Галан Очаг 5». Владелец говорит о том, что немного «промахнулся» – нужен Очаг 6.
• Дом 150 м 2 в Энергодаре (котором – не указано). Стоит «Галан Гейзер 15» за сезон 2013-2014 при морозах до -25°C в месяц на счетчике до 1300 кВт.

В отзывах не указаны материалы, из которых построен дом, как он утеплен и еще много нюансов, но определенные выводы сделать можно. Почти в каждом отзыве указывается, что нужно следить за тем, какую жидкость заливать в систему. В одном из сообщений человек, занимающийся ремонтом отопительных систем, выезжал на вызов: электродный котел перестал греть совсем. Все из-за того, что в системе была залита обычная не подготовленная вода из крана. Поработав пару недель, котел перестал греть. После промывки системы и прочистки электродов температура теплоносителя все равно не поднялась выше 35 o C. Хозяин купил новые электроды и жидкость для этих систем, и, после установки и повторной промывки все работает.

В общем, получается так: электродные котлы просты по устройству, но требовательны к эксплуатации. Важны параметры теплоносителя и качественная автоматика.

С проблемой индивидуального обогрева жилища сталкивается большинство частных владельцев домов. Одним из вариантов решения вопроса являются энергосберегающие электродные котлы отопления, считающиеся высокоэффективными, надежными и безопасными в работе. Они дают возможность задавать нужную температуру нагрева радиаторов и окружающего воздуха, а также круглосуточно поддерживать микроклимат в помещении по заданным параметрам.

Немного истории

Электродные отопительные котлы было предложено использовать в бытовых условиях еще в 80-е годы прошлого столетия. Идея принадлежала Дмитрию Кункову, а изобретение получило патент. До этого момента подобное оборудование использовалось в военной промышленности и устанавливалось на подводных лодках и кораблях ВМФ. Российская компания ГАЛАН смогла усовершенствовать изобретение, разработав уникальный и принципиально новый водонагревательный котел электродного типа, который был представлен на рынке в 1992 году.

Уже через два года появилась серийная модель, эксплуатация которой в системе отопления подтвердила факт значительного снижения расхода энергии, используемой для обогрева помещений по сравнению с выпускаемыми ранее теплогенераторами. Сегодня отопительные приборы «Галан» широко используются в отдаленных от коммуникаций поселках и труднодоступных местах, на складах и железнодорожных полустанках, в районах стихийных бедствий и городских коттеджах.

Устройство электродных котлов

Электрические мини котлы «Галан» электродного типа выпускаются в трех модификациях:

• однофазные ОЧАГ имеют мощность 2, 3, 5 и 6кВт;
• трехфазные ГЕЙЗЕР и ВУЛКАН – 9, 15, 25 и 50кВт.

Они имеют компактные размеры и малый вес. Самый мощный прибор весит 11,5кг, а его диаметр составляет 180мм при длине 570мм, а обогреть пространство он может до 1650м3. Наиболее миниатюрный котел имеет диаметр всего 35мм и длину 275мм, его вес не превышает 0,9кг, а отапливаемое помещение может достигать 120м3.

Ионные котлы состоят из нескольких элементов. На металлическом корпусе располагаются входящие и отводящие патрубки, дающие возможность беспрепятственной циркуляции теплоносителя (воды или антифриза). Благодаря корпусу происходят ионные процессы, так как он выполняет функцию ионизатора. Сверху корпус защищен пластиковым кожухом, улучшающим электроизоляцию прибора и уменьшающим его теплоотдачу. Внутри однофазного котла располагается один электрод, а трехфазного – три электрода с выведенной наружу клеммной группой.

Электродные котлы «Галан» поставляются в сборе. Система автоматики, позволяющая управлять и контролировать отопительную систему, в комплект оборудования не входит, поэтому приобретается дополнительно. Кроме этого требуется купить расширительный бак и, при необходимости, насос.

Без установки автоматики компания ГАЛАН гарантийный срок на работу котла не дает.

Также производитель снимает с себя ответственность в случае неправильной установки, либо эксплуатации электродного теплогенератора, наличия механических повреждений и присутствия посторонних предметов в системе.

Преимущества электродного отопительного оборудования

Отопительные котлы «Галан» обладают несомненными достоинствами по сравнению с другими видами котельного оборудования:

• высокий КПД (до 98%) получается благодаря прямому преобразованию электроэнергии в тепло непосредственно в теплоносителе;
• экономия электричества до 40% происходит за счет использования автоматики и регулировки тепловых режимов;
• простой монтаж обеспечивают малые размеры приборов и удобное подсоединение патрубков;
• возможность встраивания в существующие отопительные системы устраняет необходимость перекладки труб;
• допустимость параллельного подключения котлов позволяет многократно увеличить мощность обогревательной системы;
• реальность установки резервного котла исключает внезапность остановки подогрева теплоносителя.

Принцип работы

Электродные, или ионные, котлы не нуждаются в специальных разрешениях на монтаж оборудования, чего не скажешь, к примеру, о газовых отопительных агрегатах.

При включении прибора «Галан» в электросеть происходит нагрев теплоносителя путем расщепления молекул жидкости на ионы с разной полярностью. Каждый из них стремится к положительно или отрицательно заряженной электродной пластине.

В процессе работы происходит постоянное изменение направления тока, поэтому пластины ионами не «обрастают».

В результате распада и движения частичек жидкой среды начинается выделение тепловой энергии и повышение давления, что приводит к быстрому нагреву воды или антифриза внутри системы. Теплоноситель, разогревшись, начинает выталкиваться вверх, а его место занимает остывшая порция жидкости. Создающийся напор позволяет в малоэтажных особняках обходиться без циркуляционного насоса.

Теплоноситель в ионном котле является одним из составляющих элементов электрической цепи, поэтому при его отсутствии процесс нагрева не происходит. Автоматика, в этом случае, отключает прибор, поэтому опасаться пожара не следует. Котел прекратит работу и при возникновении короткого замыкания, и при повышении температуры окружающего воздуха, либо радиаторов выше заданного уровня. Не зря ионные котлы «Галан» относят к системе «умный дом».

Ионные котлы запрещено использовать для подогрева проточной воды из водопровода, а также перекачиваемой напрямую жидкой среды из колодцев, водоемов и скважин. Данный вид котельного оборудования предназначен только для замкнутых систем отопления.

Необходимо, чтобы вода, использующаяся в качестве теплоносителя, четко соответствовала техническим характеристикам, описанным в паспорте электродного котла «Галан». Ее категорически не разрешается закачивать из трубопровода горячего водоснабжения, иначе срок службы прибора окажется слишком коротким.

Также не допускается ставить ионные котлы на системы «теплый пол». Дело в том, что рабочие температуры теплоносителя электродного теплогенератора при оптимальном режиме работы значительно выше требуемых для нормального функционирования «теплого пола».

Если в доме установлены чугунные радиаторы или в существующей системе находятся трубы большого диаметра, то использование ионных котлов специалистами не рекомендовано. Проблема здесь заключается в повышенном объеме теплоносителя и неоднородности внутренних поверхностей отопительных батарей. Но выход из ситуации все же имеется. В этом случае потребуется:

• использование более мощного электродного прибора;
• установка на обратку фильтра грубой очистки;
• применение фильтра грязевика, или отстойника;
• предварительная промывка чугунных радиаторов.

Ионные котлы в системы необходимо устанавливать строго вертикально таким образом, чтобы клеммная группа оказалась снизу. При использовании в отопительной системе труб из пластика, потребуется их замена на черные (неоцинкованные) металлические трубы на участке от выходного патрубка теплогенератора. Его длина должна составлять 2-2,5 метра.

В случае снижения в расширительном бачке уровня теплоносителя менее чем на треть объема емкости, его следует долить до требуемой отметки. Но если возникнут непредвиденные ситуации, то котел потребуется немедленно отключить. Это необходимо сделать при:

• появлении перегрева проводов и автоматики;
• наличии дыма и клубов пара;
• отсутствии напряжения;
• утечке или промерзании теплоносителя;
• неисправности заземляющего устройства;
• присутствии влаги на корпусе;
• поломке насоса.

После выключения оборудования незамедлительно вызывается мастер для устранения проблем.

Бывают такие ситуации, когда использование электричества для отопления частного дома становится единственным достойным рассмотрения вариантом. Газовые магистрали, к сожалению, еще не достигли той разветвленности, чтобы попасть к каждому желающему. Твердотопливная система отопления требует постоянного внимания со стороны хозяев дома, обязательной отдельной котельной, мест дл я складирования хотя бы минимального запаса дров или брикетов (пеллет ). Котлы на дизельном топливе – очень дороги сами по себе, требуют больших расходов по монтажу и точной регулировке, не обходятся без подготовки значительной, объемом в несколько кубометров емкости для хранения жидкого топлива.

Итак, в такой ситуации ничего не остается , как перейти на электрообогрев жилья. Вариантов в решении подобной проблемы немало. К примеру, это могут быть с использованием кабелей, матов или инфракрасных пленок . Постепенно завоёвывают признательность современные , которые легко скрыть за отделкой потолка или стен. Но все же пока на первом месте по по пулярности остаются привычные системы водяного отопления, в которую в рассматриваемом случае врезается электрический котел . А вот здесь также возможны варианты – источники тепла могут быть обычные — с ТЭНами , индукционными различных типов. А самыми спорными, вызывающими немалые, порой даже ожесточенные дискуссии – это ионные котлы отопления.

Этим приборам приписывают совершенно сказочные показатели эффективности отопления, например, КПД выше 100%, и неимоверно ругают их за то, что они способны обычно быстро привести в негодность систему отопления, хвалят за простоту монтажа и компактность и одновременно «подвергают остракизму» за его низкий уровень электробезопасности. Как водится, в действительности истина находится где-то посередине… Попробуем разобраться в этом, без предвзятости, приведя в статье и положительные качества таких котлов, и присущие им недостатки. Кроме того, будут рассмотрены самые популярные марки с указанием технических характеристик различных моделей и примерным уровнем цен. И, наконец, по ходу изложения будет уделено внимание некоторым вопросам установки такого оборудования.

Как работает электродный (ионный) котел отопления

Наверное, каждому, кому когда-нибудь довелось жить в студенческом общежитии или служить в армии, известно простейшее приспособление для кипячения воды, позволявшее буквально за считанные секунды заварить чашку чая. Две металлических пластины (старые бритвенные лезвия или даже металлические подковки для сапог), разнесённые с небольшим воздушным зазором друг от друга, подключенные к сетевому проводу на 220 вольт .

Простейший кипятильник — своеобразный «прообраз» электродного (ионного) котла отопления

Такое «устройство», опущенное в стакан и подключённое к питанию, обеспечивает быстрое, необычайно бурное вскипание воды. А это – достаточно наглядный пример того, как принципиально и устроен ионный (или электродный) котел .

(Кстати, повторять подобные опыты в домашних условиях все же не следует – это небезопасно и с точки зрения возникновения возгорания провода от короткого замыкания, и от высокой вероятности получить электротравму).

Проводники, помещённые в раствор электролита, (а обычная, не дистиллированная вода, так или иначе является в определённой степени электролитом из-за растворенных в ней солей), при подаче на них напряжения вызывают ионизацию раствора и движение ионов в противоположном направлении: анионов – к катоду и катионов, соответственно, к аноду.

Это привело бы к процессу электролиза, если бы подаваемый ток был постоянный. Но в при подключении бытового сетевого напряжения полярность электродов меняется 50 раз в секунду (частота 50 Гц). Вместо равномерного движения ионов начинается их быстрое колебание в среде, которая оказывает немалое сопротивление этому. В итоге , происходит очень быстрый нагрев жидкости – то есть теплоносителя, который используется для передачи энергии по точкам теплообмена.

По большому счету , разработчикам такой схемы удалось избавиться от «посредника» — выделяющей тепло электрической спирали, выполненной из материалов с высоким удельным сопротивлением. Роль нагревательного элемента принимает на себя сам теплоноситель-электролит. Этому и приписывают особые свойства эффективности и экономичности такого способа преобразования электрической энергии в тепловую.

Сразу же, наверное, следует внести некоторую ясность по по воду используемой терминологии. В различных источниках можно встретить название этой техники и как «электродные», и как «ионные» котлы. Мало того, некоторые производители даже пытаются делать разграничение между этими понятиями – дескать, в ионных установках осуществлена возможность в определённой мере контролировать и регулировать количество ионов, участвующих в процессе нагрева теплоносителя. Понимающие специалисты-теплотехники расценивают подобные заявления так, что это не более, чем маркетинговый ход д ля выделения своей продукции на общем фоне. Но даже если это даже в какой-то степени является правдой, то заслуга – вовсе не в конструкции котла, а в сложности электроники блока управления и в качестве электролита-теплоносителя. А сам котел как был, так и остается электродным.

Общее устройство ионного (электродного) котла

Подобный способ быстрого нагрева жидкости, безусловно, не является какой-то инновационной разработкой. Как физическое явление - это известно уже очень давно, а прикладное применение в целях получения тепловой энергии для отопления помещений было освоено в середине XX века. Принято считать, что первые подробные котлы разрабатывались для нужд флота, а точнее – для отопления отсеков подводных лодок. А одно из требований к любой военной технике тех лет – максимальная простота и высочайшая надежность . Ионные котлы соответствовали этим требованиям в полной мере. В них совершенно нет никаких подвижных механических деталей, а внутреннее «электрохозяйство» таково, что в нем попросту нечему перегорать. И срок активной службы такого водонагревателя, по сути, определялся прочностью и коррозийной устойчивостью его корпуса.

Однако, только лишь в начале 90-х годов были разработаны, запатентованы и запущены в производство для использования в отопительных системах жилых домов. Кстати говоря, несмотря на то, что с тех пор прошло уже четверть века, ни компоновочная схема, ни внешний вид этих устройств больших изменений не претерпели. Все усовершенствования этого оборудования идут, по большей части, в области модернизации систем управления, в какой-то мере – по по дбору наиболее оптимальных , стойких материалов для корпуса и электродов и по химическому составу теплоносителей.

Несмотря на то что подобные котлы выпускает несколько компаний, отечественных и зарубежных, все они, в основном , схожи по компоновке, и отличаются лишь незначительными деталями.

Компоновка практически всех электродных котлов очень схожа — вертикально расположенный цилиндр с утолщением в месте подключения электропитания

Это всегда – вертикально расположенный цилиндр, с утолщением на одно краю – там расположен электрический коммутационный блок. Обязательно имеются два резьбовых патрубка – для входа теплоносителя (говоря терминологией отопительных систем – «обратка ») и для выхода разогретой жидкости (патрубок подачи). Чаще они расположены так, как показано на рисунке – патрубок «обратки » — с боковой части цилиндра, а выход – сверху. Хотя, изредка встречаются и модели, у которых оба резьбовых патрубка для врезки в систему расположены сбоку.

Внутри корпуса располагаются электроды.

Если котел рассчитан на работу от однофазной сети 220 В , то это – один электрод , который расположится по центру цилиндра. Роль второго в данном случае будет выполнять внутренняя поверхность «стакана» в корпусе.

Более мощными являются трёхфазные котлы. Здесь блок электродов буде состоять из трех изолированных друг от друга стержневых элементов, также расположенных в общем «стакане» корпуса котла.

Понятно, что блок электродов имеет надежную систему уплотнения, не допускающую протекания электролита (теплоносителя) наружу. Предусмотрена надежная электрическая изоляция контактной части и внешней поверхности самого корпуса котла – он для этого покрыт слоем полиамида.

Габариты котла обычно не слишком большие – это зависит от его общей мощности и от конкретной модели. Подробнее об этом будет рассказано в разделе об основных производителях подобного оборудования.

На корпусе самого котла чаще всего больше нет никаких управляющих или регулировочных устройств. Но обязательно каждый котел должен быть укомплектован электронным или электромеханическим блоком управления той или иной степени сложности.

Эти блоки управления позволяют осуществлять включение котла только для поддержания установленного режима нагрева. Так, система может быть оборудована одним температурным датчиком (на трубе подачи разогретого теплоносителя) или даже двумя (дополнительный – на трубе «обратки »). На блоке управления устанавливается максимальная температура нагрева и ее гистерезис (Δt°, то есть разница значений температур в обе стороны, при которой вырабатывается управляющий сигнал на включение или отключение питания котла).

В некоторых системах управления, поддающихся более тонкой настройке, есть возможность установки номинального значения температуры в «обратке » и величины гистерезиса для нее . Есть и более «навороченные» схемы управления, характерные для определённых производителей оборудования.

О достоинствах и недостатках ионных (электродных) котлов

Про достоинства электродных котлов написано много и, зачастую , противоречиво. Разбираемся по по рядку:

Достоинства – правда и домыслы

• Электродные котлы отличаются высочайшим КПД, близким к 100%. Это – чистая правда , но с некоторыми оговорками.

Кстати говоря, можно нарваться на публикации, в которых утверждается, что КПД д аже превышает этот порог – 100%. Точнее, там говорится, что коэффициент выше, чем у обычных котлов с ТЭНами на 30 — 40 % . Вот в это верить – никак нельзя.

Действительно, у любых электрических котлов КПД высок, стремится к 100%, неважно, какой принцип нагрева используется: резистивный (ТЭН), индукционный или ионный – практически вся электрическая энергия уходит в тепловую и передается в итоге теплоносителю. Вопрос лишь в скорости выхода котла на расчетную температуру нагрева – на стадии пуска котлу с ТЭНами , понятно, потребуется несколько больше времени. А так – закон сохранения энергии никто не отменял, и каких-либо чудес от электродного котла ждать не приходится.

• При равной мощности нагрева, электродные котлы самые компактные и лёгкие по весу среди своих «собратьев». Трудно не согласиться – это действительно так. Особенно заметно они выигрывают у индукционных отопителей, которые всегда отличает массивность и габаритность .
• Электродному котлу не требуется установка дымоходной системы – как, прочем, и любому другому, работающему от электрической энергии.
• Полностью отсутствует даже малейшая вероятность перегрева и выхода из строя из-за утечки теплоносителя из системы. Действительно, важное достоинство: электроды между собой никак не контактируют, и отсутствие жидкости приводит к полному размыканию цепи – котел по определению не может работать в таких условиях.
• Разогрев воды происходит очень быстро, что по законам термодинамики, сопровождается резким повышением давления в системе. Есть возможность обойтись без циркуляционного насоса.

Казалось бы, все правильно, но вот только без насоса, почему-то, такие системы все же не используют. Во-первых, совершенно непродуктивно направлять часть энергии на обеспечение циркуляции (с насосом потребление на эти цели будет ниже, а процесс будет более контролируемым). А, во-вторых, о таком мощном скачке давления можно говорить лишь при пуске системы. В дальнейшем, когда управление перейдет на поддержание температуры в рамках установленного гистерезиса, этот процесс ну никак не будет отличаться от всех остальных котлов.

• Инертность такого котла – самая маленькая из всех электрических разновидностей. Стало быть, есть возможность очень точных и оперативных настроек работы, которые помогут сэкономить на энергозатратах.

Классический пример того, как в одном выражении собраны два совсем не связанных между собой утверждения. Действительно, инертность невысока. Прежде всего, из-за того, что масса самого котла незначительна, да и нагрев жидкости начинается быстрее. По поводу энергозатрат – они, при равном, как уже выяснили, КПД зависят, скорее, от уровня термоизоляции здания, то есть от имеющихся теплопотерь. А оперативность переключения и точность настройки – вряд ли это каким-то ощутимым образом скажется и на комфортности проживания, и на экономичности. Разве что – включаться и выключаться такой котел будет чаще, что , кстати, даже не особо хорошо.

А насчет точности настройки – здесь вопрос еще очень спорный. Если учесть нелинейность процесса электролизного нагрева, особые требования к качеству электролита, то, возможно, управление обычным котлом выглядит куда более простым занятием.

• Перепады напряжения не сказываются на работе котла – может лишь поменяться его мощность, но функционирование не прекратится.

Читать о таком «преимуществе» даже несколько смешно. По большому счету , перепадов напряжения точно так же не боятся ни обычные кипятильники, ни ТЭНы . А вот сложная автоматика, которая регулирует и направляет работу любых котлов требует определённой стабильности питания. И электродные котлы в этом ничем не отличаются от других.

• Электродные котлы можно устанавливать в контур отопления в качестве добавочных источников энергии.

Действительно, можно, но при этом придется привести состояние теплоносителя к тому, которое требуется именно для электродного (ионного) котла.

Очень «солидная» батарея электродных котлов!

Возможна и параллельная установка нескольких котлов одинаковой мощности – в этом случае появится возможность ступенчатой регулировки общей мощности нагрева – путем включения всех или выборочного количества нагревателей.

• Работа электродных котлов – абсолютно безвредна с точки зрения экологии.

Вопрос с порный. Да, никаких вредных выбросов в атмосферу нет и быть не может – но это свойственно всем электрическим нагревателям. А вот по составу теплоносителя электродные котлы даже могут представлять определённую опасность экологии. Нередко туда включаются весьма токсичные вещества (типа этиленгликоля), и отработанный электролит при достаточно частой замене нуждается в специальной процедуре утилизации – просто сливать его на грунт или даже в канализационную систему – категорически запрещено.

• Стоимость электродных котлов, по сравнению с другими электрическими – самая низкая.

Это – действительно так, но нельзя не замечать одну «маркетинговую ловушку». Очень часто стоимость таких котлов указывается без учета цены блоков автоматики. Обычные же котлы, с ТЭНами , как правило, собраны в одном корпусе со всей встроенной электроникой, температурными датчиками, термостатом и т.п ., поэтому и цена на них – соответствующая.

Стоимость аппаратуры управления тоже обязательно нужно сразу принимать в расчет, так как без нее все преимущества электродных котлов буквально сводятся к нулю – неконтролируемый нагрев жидкости будет не только неэкономичен, но и чрезвычайно опасен!

Недостатки ионных котлов

Честно говоря, если просто даже посмотреть на перечень недостатков электродных котлов, то отпадает всякое желание связываться с этим видом отопления. Впрочем , пусть читатель рассудит сам, так как некоторые из «минусов» — явно надуманы и не заслуживают особого внимания.

• Иногда к недостаткам относят то, что для электродного кола требуется исключительно переменный ток – при постоянном начнется процесс электролиза теплоносителя с его химическим распадом.

Считать это за недостаток – все равно, что сетовать по по воду, что автомобиль не хочет ездить на спирте, а домашний телевизор отказывается работать от «пальчиковой» батарейки. У каждого устройства – свои возможности и свои источники энергии, и к недостаткам это – никак не относится.

• Необходимость оснащать контур отопления циркуляционным насосом.

Об этом уже упоминалось выше, но подобный «недостаток» присущ практически всем системам отопления дома, за исключением открытых с естественной циркуляцией. Да и то, в них тоже рекомендовано врезать насосы – это сказывается на равномерности и общей экономичности обогрева жилища.

• Особые требования к качеству и химическому составу теплоносителя.

Здесь – не поспоришь, действительно, с какой ни попадя жидкостью электродный котел работать не станет. Здесь должно быть совмещено несколько критериев – возможность ионизации (например, дистиллированная вода не подойдет в принципе), сравнительно небольшое электрическое сопротивление (при большом значении – ток просто не пойдет через жидкость). И вместе с тем нельзя забывать и об – о высокой теплоемкости , о стойкости к замерзанию, о рабочем температурном диапазону, экологичности и т.п .

Многие производители электродных котлов напрямую дают рекомендации по использованию конкретных марок теплоносителей, которые, зачастую , сами и выпускают. Мало того, известны случаи, когда в гарантийном обслуживании техники отказывалось по причине именно нарушений рекомендаций.

Многие мастера весьма критично относятся к заводским составам, рекомендуют использовать солевые растворы (рассолы), изготовленные самостоятельно. Но самостоятельно подобрать оптимальный состав, без специального оборудования по проверке электропроводности – чрезвычайно трудная задача. Подобный подход осложняется и тем, что со временем электротехнические характеристики теплоносителя могут существенно измениться, а кроме того , они во многом зависят и от текущей температуры нагрева.

Одним словом, подбор нужного для системы теплоносителя в случае с электродными котлами превращается в весьма хлопотное дело. А если еще учесть, что замены всего объема рабочей жидкости должны будут проводиться перед каждым отопительным сезоном …

• Не все радиаторы отопления могут использоваться в «связке» с электродными котлами.

Чистая правда — для такой системы отопления рекомендуются или , или же алюминиевые радиаторы. Причем , при выборе алюминиевых следует еще и обращать внимание на качество материала – первичный это металл, или уже продукт переработки. Дело в том, что в переработанном металле обязательно будет большое количество примесей – окислов, а они способны очень серьезно нарушить химический состав электролита, резко повысив или понизив электропроводность, что разбалансированность работы системы.

Чугунные радиаторы очень нежелательны по двум причинам. Во-первых, их весьма значительная теплоемкость может превысить возможности нормального нагрева электродного котла, и он будет работать практически безостановочно. А во-вторых, старые чугунные батареи, как правило, не отличаются внутренней чистотой, трубно поддаются по-настоящему качественной промывке из-за пористости поверхности, и способны быстро привести теплоноситель в негодное для работы состояние. Да и коррозию черных металлов – никто не отменял, а любой электролит – всегда отличается повышенными коррозионными качествами.

Как исключение, могут подойти современные чугунные радиаторы европейского производства. У них и объем поменьше, и качество металла – повыше.

• Электродные котлы предъявляют особо повышенные требования к заземлению.

По большому счету, любые мощные электроустановки должны иметь надежное заземление корпуса. Но если в большинстве случаев это – средство защиты от случайного пробоя фазы на корпус, то в примере с ионными котлами все серьезнее . У них металлический корпус непосредственно вовлечен в процесс работы, и потому, действительно, заземление приобретает важнейшее значение для обеспечения безопасности. Тем более, что стандартный блок УЗО в рассматриваемом случае – неприменим, так как утечка напряжения будет так или иначе, и питание с такой защитой будет постоянно принудительно выключаться.

Как правильно сделать – можно ознакомиться, пройдя по ссылке на соответствующую статью нашего портала.

• Есть строгие ограничения по максимальной температуре нагрева – до 75 градусов.

Это, скорее, не не достаток , а особенность работы такой схемы нагрева. Дело в том, что электропроводность жидкости меняется нелинейно , и при температурах свыше 75 ° С может быть ненужный перерасход энергии без увеличения мощности. Впрочем, такой температуры должно практически всегда хватить для качественного отопления. А верхний предел нагрева, к слову, существует у любых котлов (в том числе – и газовых, и твердотопливных) и за этим должна следить автоматика.

• Электроды достаточно быстро зарастают, из-за специфики работы, и требуют регулярной замены. Тоже, наверное, не не достаток , а эксплуатационные издержки – любая техника со временем требует замены расходных деталей.
• Невозможность (во всяком случае – крайняя нежелательность) использовать такой котел в системе отопления открытого типа.

Это действительно так – электролит сам по себе является достаточно агрессивной средой для элементов системы отопления. Если к теплоносителю еще будет свободный доступ кислорода воздуха, то его способность вызвать коррозию возрастет многократно, а вот необходимый химический состав для обеспечения нужной электропроводности может измениться к худшему.

• Недопустимость использования подогретой воды для бытовых и технических нужд (при одноконтурной системе нагрева). Этот недостаток можно отстранить установкой бойлера косвенного нагрева, безусловно, правильно просчитав общие возможности системы.
• Весьма большие сложности при запуске системы отопления.

Речь идет не о монтаже, собственно, котла, его установке и обвязке – здесь то у опытных мастеров проблем особых быть не должно. Главные проблемы, как уже говорилось, правильный подбор химического состава теплоносителя и тонкая регулировка системы. Самостоятельно проводить такие мероприятия не рекомендуется – потребуется приглашение опытных специалистов.

То же самое можно сказать и о регулярных профилактических мероприятиях при подготовке к отопительному сезону, так как правильно оценить состояние теплоносителя и общую работоспособность системы без наработанного опыта и без специального оборудования – практически невозможно. Значит, придется смириться с ежегодным вызовом соответствующих спецов.

Узнайте, как сделать , а также ознакомьтесь с подробной инструкцией, в статье на нашем портале.

Электродные (ионные) котлы отопления на российском рынке

Благодаря своим достоинствам, и несмотря на свои достаточно многочисленные недостатки, ионные колы отопления остаются весьма востребованными на российских просторах. Их производством занимается несколько отечественных компаний, поступает продукция и из зарубежных стран. Чтобы помочь читателю с выбором оборудования, будет дан краткий обзор наиболее популярных брендов

Электродные котлы «Галан»

Продукция московской компании «Галан», без сомнений, является пионером на отечественном рынке оборудования такого типа, а не исключено, что и во всем мире – тоже. Выпуск их освоен еще в начале 90-х годов на базе собственной запатентованной разработки. Точной статистики нет, но, скорее всего, «Галан» и сегодня удерживает «пальму первенства» в этой сфере, во всяком случае, по упоминаниям в интернете и по по ложительным отзывам эти котлы лидируют точно.

Модельный ряд электродных котлов «Галан»

На сегодняшний день компания выпускает т ри основным модели, каждая из которых имеет несколько градаций по уровню мощности нагрева.

Самые миниатюрные – «Галан-Очаг». При весе всего в 500 г, эти «малыши» способны качественно обогреть достаточно серьезные объемы – до 200 м³, выдавая мощность вплоть до 5 кВт. Стоимость подобных котлов – от 3300 до 4000 рублей. Более современная модель – «Галан-Очаг-Турбо» может быть несколько дороже – до 6000 рублей.

В частном жилом строительстве наиболее востребованными являются однофазные и трёхфазные электродные котлы «Галан-Гейзер». У них есть два порога мощности нагрева – 9 и 15 кВт, и этого должно хватить на вполне солидный загородный коттедж с общим объемом отпаиваемых помещений до 450 м³. Средняя стоимость подобных котлов – 6 до 7 тысяч, а «Гейзер-Турбо» — порядка 8 тысяч рублей.

Самые мощные – электродные колы в линейке «Галан-Вулкан». Они все рассчитаны на работу в трехфазной сети, имеют мощность в 25 и 50 кВт, и предназначены для обогрева уже достаточно крупных сооружений. Цена на них – свыше 10 тысяч рублей.

Основные параметры отопительных электрических котлов	ВУЛКАН 50	ВУЛКАН 25	ГЕЙЗЕР 15	ГЕЙЗЕР 9	ОЧАГ 6	ОЧАГ 5	ОЧАГ 3
Потребляемое напряжение, V	380	380	380	220/380	220	220	220
Отапливаемое помещение, м³	до 1600	до 850	до 550	до 340	до 250 до 200	до 120
Объем теплоносителя, литр	300-500	150- 300	100- 200	50-100	35-70	30-60	25-50
Потребляемая сила тока, max, A	2×37,9	37.5	22.7	13,7/40	27.3	22.7	13.7
Пиковая потребляемая мощность в кВт, при tº воды 90ºС	50	25	15	9	6	5	3
Потребленная мощность в кВт, в среднем по отопительному сезону, (6 месяцев – 4320 часов) с 15 октября - по 15 апреля.	до 36000 кВт	до 18000 кВт	до 12000 кВт	до 8000 кВт	до 6000 кВт	до 5000 кВт	до 3000 кВт
Рекомендуемая температура на выходе,°С	60	60	60	60	60	60	60
Диаметр муфты для подсоединения котла к отопительной системе	32	32	32	32	25	25	25
масса. кг	11.5	42130	42130	42130	0.5	0.5	0.5
диаметр, мм	130	130	130	130	35	35	35
длина, мм	570	460	410	360	335	320	275

Если сами базовые модели котлов «Галан» остаются практически неизменными, то автоматика управления постоянно совершенствуется. Так, к современным котлам бытового класса рекомендуется приобретать блоки управления «Галан - Навигатор » в различном исполнении (цена — от 6 тысяч).

Могут быть и иные предложения – например, комплектация котла «Галан» автоматом защиты «ABB» или «Hager» , модульным цифровым терморегулятором по теплоносителю «BeeRT» , который одновременно будет регулировать и производительность работы циркуляционного насоса, и комнатным термостатом «по воздуху» «COMPUTHERM Q7» . Подобная система полностью согласована с производителем котлов, но стоимость ее , конечно, будет уже несколько выше.

Видео: разнообразие котлов «Галан»

Цены на модельный ряд отопительных котлов Галан

Отопительные котлы Галан

Берил »

Еще один популярный российский продукт – семейство электродных котлов отопления «Берил ».

Выпускаются они в двух типоразмерах, в зависимости от используемой сети питания – 220 или 380 вольт , и от, соответственно мощности установки – до 9 и до 33 кВт.

Однофазные электродные котлы «Берил» Размеры трехфазной модификации «Берил»

Характерная особенность всех котлов «Берил » — верхнее расположение блока подключения к электропитанию – это несколько упрощает и монтаж, и обслуживание. Даже для замены блока электродов в большинстве случаев не потребуется демонтаж всего котла из его обвязки.

Наименование котлов, систем управления:	Цена, руб.
Ионные котлы BERIL и автоматика (ручное изменение мощности, шаг 200 (600) Вт)
Котлы 220В; 5, 7, 9 кВт	4450
	8450
Блок управления "Евро" к котлам 220В и 380В	14000
Ионные котлы BERIL и автоматика (авт. / ручное изменение мощности, шаг 600 Вт)
Котлы 380В с симисторным блоком 6, 9, 12, 15, 25, 33 кВт	20000
Блок управления ЦСУ (с функцией ПИД режима)	15000
Ионные котлы BERIL и автоматика (авт. / ручное изменение мощности, шаг 2000 Вт)
Котел 380В с встроенным симисторным блоком, 100 кВт	75000
Котел 380В с встроенным симисторным блоком, 130 кВт	100000
Блок управления ЦСУ (с функцией ПИД режима) к котлам 100 и 130 кВт	25000
Электродные котлы BERIL и автоматика
Котлы 220В; 5, 7, 9 кВт	4450
Котлы 380В; 6, 9, 12, 15, 25, 33 кВт	8450
Блок управления ЭЦРТ ГЭКК к котлам 220 и 380 В	8500
Тепловые модули ВЕRIL неограниченной мощности с одним блоком управления
Котлы 380В 33 кВт с симисторным блоком - 1 шт.	20000
Блок управления ГЭКК 63/3М ЦСУ для работы модуля в ПИД режиме	20000
Блок управления ГЭКК 60/3 ЦСУ для работы модуля в режиме группового регулирования	25000
Теплоноситель BERIL V.I.P. на основе пропиленгликоля
температура -35С (-45С температура кристаллизации) п/э канистра 20 литров	2200

Кстати, именно некоторые модели котлов «Берил » позиционируют именно как ионные – потому что в них, по уверениям производителя, реализована возможность контроля общего уровня электрических зарядов. Подобные изделия могут комплектоваться блоками управления различной сложности:

Блок управления для котлов «Берил» ЦСУ «Евро»

Блоки управления ЦСУ «Евро» позволяют вручную ступенчато регулировать мощность нагрева теплоносителя с шагом по 200 Вт.

1 – блок подключения (силовой контактор);

2 – ступенчатый регулятор мощности котла;

3 – автомат защиты от перегрузки;

4 – блок управления термостатом, по уровню нагрева теплоносителя.

Ионный котел «Берил» с симисторным блоком

Более дорогие модели, с автоматическим контролем и регулировкой мощности в каждый конкретный момент вр емени, оснащены специальным симисторным блоком (на снимке) и системой ПИД – электронной регулировки температуры. Считается, что ПИД-регулятор, который состоит из усилителя, интегратора и дифференциатора, наиболее быстро и точно оценивает уровень нагрева с учетом ближайших перспектив и вырабатывает сигналы управления, позволяющие экономить до 20% энергии.

Линейка котлов ЭОУ (Энергосберегающая Отопительная Установка )

Это – также продукт российского производства. Несложные по конструкции, сравнительно недорогие, но вполне удобные в эксплуатации котлы охватывают диапазон мощности от 2 до 120 кВт. Могут выпускаться для сети одно- и трёхфазного тока, различаясь при этом по размерам.

Габариты электродных котлов «ЭОУ»

Такие котлы пользуются популярностью не только у нас в стране, но и соседних странах, а в прошлом году продукция получила сертификацию Таможенного Союза.

В таблице приведены технические данные и средний уровень цен на котлы, работающие от сети 220 вольт , как наиболее востребованные в бытовых условиях:

Технические данные	Единица измерения	Однофазные модификации
		1/2	1/3	1/4	1/5	1/6	1/7	1/8	1/9	1/10	1/12
Рабочее напряжение	Вольт	~220	~220	~220	~220	~220	~220	~220	~220	~220	~220
Потребляемая мощность	кВт	2	3	4	5	6	7	8	9	10	12
Объём отапливаемого помещения	м³	120	180	240	300	360	420	480	540	600	750
Отапливаемая площадь	м²	40	60	80	100	120	140	160	180	200	250
Потребление электро­энергии в сутки	кВт	2-16	3-24	4-32	5-40	6-48	7-56	8-64	9-72	10-80	12-96
Подъем воды в водяной системе (без насоса)	м	3	4	5	6	7	8	9	10	11	13
Вес, не более	кг	3
Цена прибора, без щита управления	руб.	4200	4300	4400	4500	4600	4700	4800	4900	5000	5100
Цена набора кормплектующих для щитка управления	руб.	1410	1990	1990	1850	1850	1850	2540	2540	2540	2540

При все неприхотливости конструкции котлов ЭОУ производитель дает им заводскую гарантию не менее 10 лет, а общий срок службы оценивается в 30 лет.

Видео: примеры использования электродных котлов ЭОУ

Котлы электродные импортного производства

Помимо котлов российского производства, пользуются спросом модели, выпущенные в некоторых сопредельных государствах.

Котлы «Форсаж» украинской разработки и выпуска, интересны тем, что снабжены специальным кожухом – корпусом, который повышает безопасность эксплуатации установки и все же делает ее внешний вид более привлекательным.

Котел «Форсаж» в боксе

Линейка котлов «Форсаж» представлена пятью моделями, работающими от 220 В , мощностью от 3 до 25 кВт. Все они комплектуются блоком управления собственной разработки – электронно-цифровым регулятором температуры (ЭЦРТ).

Комплект — котел «Форсаж» с электронно-цифровым регулятором температуры

Базовые характеристики электродных котлов «Форсаж» приведены в таблице:

Наименование параметра	Варианты исполнения
	ФОРСАЖ 3	ФОРСАЖ 5	ФОРСАЖ 9	ФОРСАЖ 15	ФОРСАЖ 25
Номинальное напряжение, В	220
Допустимые отклонения от номинального напряжения, %	±10
Номинальная частота, Гц	50
Номинальный ток на одной фазе при температуре теплоносителя 63оС, А	13.6	22.7	13.6	22.7	37.9
Номинальная потребляемая мощность, кВт	3	5	9	15	25
Электронно-цифровой регулятор температуры (ЭЦРТ)	ЭЦРТ-3	ЭЦРТ-5	ЭЦРТ-9	ЭЦРТ-15	ЭЦРТ-25
Теплоноситель	Специальный теплоноситель «Форсаж-М»
Объем теплоносителя в отопительной системе, л	20 - 40	30 - 60	60 - 120	100 - 200	160 - 300
Рабочее давление теплоносителя (в холодном состоянии)	0,1 - 0,15
в отопительной системе, МПа (бар)	(1 - 1,5)
Максимально допустимое давление, МПа (бар)	0,3 (3)
Максимальный объем отапливаемых помещений, м 3	100	170	300	450	750
Габаритные размеры, мм	265х135х88		470х190х136
Диаметр патрубков	1,25"
Масса, кг	1.85	1.95	6.05	6.4	6.85
Исполнение по степени защиты от влаги	IPX3

И, наконец, можно упомянуть на прибор латвийской разработки и сборки – котел STAFOR. Он интересен несколькими инновационными решениями, в том числе – использованием «клетки Фарадея » — разделением защитного и рабочего ноля.

Из всех котлов он имеет наивысшие показатели безопасности, и единственный в своем роде – прошел полную сертификацию по весьма строгим требованиям Евросоюза. Такой котел полностью оснащается собственной электроникой. Кроме того, с ним вместе можно приобрести не только фирменный теплоноситель, но даже и специальную добавку, STATERM POWER, которая позволяет своевременно корректировать химический состав электролита для регулировки мощности котла.

Итак, принцип действия, достоинства и недостатки подобных котлов отопления читателя понятны. С разнообразием моделей и примерным уровнем цен он ознакомлен. Остается лишь сделать свой собственный выбор — «за» или «против» .

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:

• Прежде всего, это высокий КПД, стремящийся к 100%.
• Довольно маленькие размеры при высокой мощности, если сравнивать с другими видами котлов.
• Не требуется наличие такого элемента, как дымоход.
• Котел может сам поднять давление в системе отопления.

• Нет опасности аварии, когда недостаточно теплоносителя в котле. Он просто остановит свою работу, так как не будет электроцепи между электродами.
• Благодаря малой инертности есть возможность эффективно управлять температурными режимами в то время, как котел работает с автоматикой. В результате – работа котла становится менее затратной, так как температура в помещениях всегда будет на том уровне, который задан контроллеру.
• Перепады в напряжении не страшны ионному котлу – просто изменится его мощность.
• Это еще и выгодно, и практично – ионные котлы отопления, технические характеристики их позволяют устанавливать их как дополнительный источник тепловой энергии, а также есть возможность ставить несколько таких котлов одновременно.
• Такие котлы являются безопасными для экологии.

Но стоит выделить несколько недостатков электродных котлов:

• Электродный котел отопления потребляет только переменный ток, а при постоянном будет электролиз воды.
• Нужно соблюдать высокие требования к электролитическим характеристикам носителя тепла. Если они изменятся – качество работы котла, то есть, выработка тепла, будет снижено.
• Такой котел требует обязательного заземления, собственно, как и любой котел с ТЭНом.
• Температура нагревания носителя тепла не должна быть более 75 градусов, так как энергопотребление котла значительно повысится.
• На электродах может появиться накипь, вследствие чего мощность котла может стать ниже.

• Необходимо оснащать отопительную систему насосом циркуляции.
• Из-за переменного тока электроды изнашиваются, поэтому придется их менять.
• Если отопительный контур завоздушиться, процесс коррозии только ускорится.
• Если ваша система одноконтурная, то нагретую воду нельзя будет использовать для бытовых целей.
• Работы по устройству и наладке таких котлов требуют привлечения специалистов.
• Теплоноситель для электродных котлов отопления в процессе работы будет иметь разную электропроводность, которую нужно будет контролировать. Для этого потребуются знания и оборудование.

Что следует знать

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

• Потребление электрической энергии таким котлом будет во многом выше, если вы установите котел в ранее используемую систему. Лучше всего ставить электродный котел в такую систему, которая создана специально под него.
• Если вы будете использовать антифриз в качестве теплоносителя, то нужно особенно уделить внимание разъемным соединениям, так как антифриз имеет более высокую текучесть, чем вода.
• Все трубы в системе следует обернуть теплоизоляционным слоем – так анодные котлы отопления будут работать более эффективно.
• Если радиаторы находятся на разных этажах в здании, то более эффективным будет такой вариант, как установка независимых ионных котлов для каждой группы.

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.

Вот так выглядит электродный электрокотел.

Такой котел также называют ионным. Это связано с принципом преобразования им электрической энергии в тепловую. Сам по себе электродный котел совсем маленький. Электродный электрокотел для отопления устанавливается на трубу и его даже не нужно дополнительно крепить к стенам. Он держится за счет американок, на которые он посажен, этого вполне достаточно.

Корпус электродного электрокотла для отопления похож на отрезок трубы, длиной около 40 см. В один из торцов вкручивается металлический стержень. Второй конец либо запаян, либо же в нем вварен патрубок для циркуляции теплоносителя. Всего в корпусе нагревателя два патрубка для подачи и обратки. Они могут быть расположены:

• один в торце, второй перпендикулярно в боковой части;
• оба в боковой части перпендикулярно корпусу и параллельно между собой.

Принцип работы электрического котла отопления заключается в том, что между катодом (положительно заряженный электрод) и анодом (отрицательно заряженный электрод) происходит движение ионов. Они, в свою очередь, также могут быть как положительно, так и отрицательно заряженными. При этом постоянно происходит смена их полярности, один и тот же ион в секунду меняет плюс на минус 50 раз. Из-за этого движение ионов хаотичное, ведь плюс притягивает минус, а когда происходит постоянная смена полярности, то частицы, соответственно, меняют вектор движения.

В результате быстрых, хаотичных движений ионов возникает трение, благодаря которому теплоноситель для электрических котлов отопления быстро нагревается. Скорость реакции настолько высока, что отрезка в 40 см достаточно чтобы нагреть циркулирующую в котле жидкость. В качестве катода выступает металлический стержень, на который подводится фаза, то есть плюс. Ноль, он же минус, подсоединяется к корпусу, при этом стержень с корпусом, кроме как через теплоноситель, никак не контактирует. Они изолированы между собой. Если в электродном электрическом котле отопления не будет теплоносителя, реакция прекращается.

Недостатки такого метода нагрева:

• теплоноситель находится под напряжением;
• нужна солевая подготовка жидкости;
• нельзя использовать .

Нагревание теплоносителя происходит за счет контакта жидкости с электрическими зарядами. Вода – лучший проводник и благодаря своему сопротивлению быстро закипает. Поэтому нужно изменить состав теплоносителя таким образом, чтобы уменьшить его удельное сопротивление. При этом должен соблюдаться уровень рабочего тока в амперах. Для каждого нагревателя значение стартового и максимального тока указаны в технической документации. Чтобы достигнуть необходимой силы тока в жидкость добавляют поваренную соль, ту которой пользуются в быту.

Электродный электрический котел отопления работает только со специально подготовленным теплоносителем.

Количество соли в воде должно соответствовать государственному стандарту № 2874–72. На практике все происходит методом замера силы тока. При недостаточном его значении в жидкость добавляется еще поваренная соль, если же значение превышает допустимые нормы, то в теплоноситель добавляется дистиллированная вода. В дистиллированной воде практически нет примесей металла и солей, в то время как в водопроводной таких примесей много, особенно в воде с колодца или скважины. Температура теплоносителя контролируется специальными датчиками. При достижении установленной температуры они отключают котел и включают когда, вода остынет.

Принцип работы индукционного электрического котла

Индукционные отопительные электрические настенные котлы нагревают теплоноситель магнитным полем, которое создается электрическим током. Устройство электрического котла отопления:

• гильза (корпус);
• утеплитель;
• катушка;
• сердечник, по которому циркулирует теплоноситель.

Катушка в индукционных электрических котлах для отопления дома изолирована от жидкости, то есть ток в теплоноситель не проникает.

Медная обмотка через блок управления подсоединяется в сеть. За счет этого внутри катушки создается магнитное поле. В нем как раз и находится сердечник (грубо говоря, труба, по которой протекает жидкость). Магнитное поле нагревает трубу, а уже та, в свою очередь, отдает тепло воде. Корпус нагревателя остается холодным, так как он защищён слоем утепления. Этот метод хорош тем, что теплоноситель не находится под напряжением, соответственно током вас не ударит.

Чтобы увеличить время пребывания теплоносителя внутри котла, сердечник (труба) сделан не прямым, а имеет конструкцию некоего лабиринта, как показано на рисунке:

Наглядная схема конструкции и принципа циркуляции в индукционном котле.

Как видите, сначала жидкость заходит в индукционные электрические котлы для отопления дома через патрубок обратки, проходит несколько поворотов на 180 градусов и стремится к выходу. При этом нагрев начинается с первой секунды попадания теплоносителя в агрегат. Устройство электрокотла отопления не имеет никаких движимых элементов, на обмотке не скапливается накипь, ломаться, по сути, нечему. Разве что внутренние стенки теплообменника, в котором греется теплоноситель, могут со временем поржаветь. Но благодаря тому, что для производства применяется достаточно толстый металл, этот процесс растягивается более чем на четверть столетия.

Принцип работы тэнового электрокотла для отопления

Тэны бывают разной формы и размеров, но принцип работы остается неизменным.

Настенный электрокотел для отопления частного дома стоит дешевле всех своих собратьев, работающих от сети, да и замена тэна стоит сущие копейки. Нагрев воды тэнами практикуется не только в котлах. Такой метод широко используется:

• в бойлерах;
• в плинтусном водяном отоплении.

В современных электрических котлах для отопления нагрев теплоносителя осуществляется посредством тэнов. Они полностью погружены в жидкость и это является обязательным условием для их работы. Дело в том, что если тэн не будет контактировать с жидкостью, то перегорит. Вода охлаждает его, забирая тепло. Если же нагрев достигает критического уровня, то материал не выдерживает и сгорает.

Тэн состоит из металлической трубки, изогнутой в произвольной форме. Это могут быть круглые или продолговатые спирали с разным количеством витков. Внутри трубки находится кварцевый песок. Он является посредником между корпусом тэна и его нагревательным элементом. Всю работу по нагреву выполняет тонкая вольфрамовая нить, закрученная в спираль. По сути ничего сложного нет. Подытожим, как работает электрический котел отопления с тэнами:

• ток подается на вольфрамовую нить;
• нить нагревается сама и отдает тепло кварцевому песку;
• песок проводит тепло на корпус тэна (металлическую трубку);
• трубка контактирует с теплоносителем и греет его.

При этом напряжение не должно попадать в теплоноситель. Если же жидкость бьет током, то это может быть результатом выхода из строя тэна, либо же проблем с заземлением. Из-за того, что нагревательные элементы постоянно контактируют с жидкостью, к тому же горячей, на них появляется накипь. Это оседают частицы металла, солей и минералов, которые есть в любой воде, кроме дистиллированной, конечно. Поэтому чтобы тэновые электрокотлы для отопления служили дольше лучше заливать в контур именно дистиллированную воду. Ее можно купить, либо же добыть самостоятельно.

Способов несколько. Можно собрать дождевую воду или же нарезать бензопилой на реке льда и растопить его. В крайнем случае, можно отстоять обыкновенную воду, чтобы все ненужное осело, а потом шлангом слить со дна треть жидкости. Но даже если вы не будете использовать дистиллированную воду, не стоит сильно переживать о замене тэнов. Они недорогие и найти их можно во многих местах, с эти проблем нет.

Еще одно преимущество тэновых электрокотлов – это широкий ассортимент моделей. Есть напольные электрические котлы отопления и настенные модели, которые можно подключать в сеть 220 и 380 вольт. Некоторые экземпляры оснащены переключателем и являются универсальными. Да и разницы в конструкции нагревателя на 220 и на 380 вольт нет никакой, все дело в последовательности подключения нагревательных элементов. В блоке управления делаются две независимые схемы подключения, а пользователь выбирает ту, которая ему нужна.

Принцип управления работы всех видов электрических котлов

Простой блок управления с дисплеем для электрического котла.

Понятное дело, что вручную управлять работой нагревателя – это нонсенс, всё-таки во время высоких технологий живем. Поэтому почти все виды электрокотлов отопления оборудуются электронным управлением с разным количеством опций. «Мозги» аппарата могут быть и не предусмотрены производителем. В некоторых моделях ставят самые простые и необходимые датчики, в дорогих аппаратах количество функций значительно шире. Что должно быть в блоке управления всех видов электрических котлов отопления:

• датчик температуры;
• отдельные предохранители;
• реле времени;
• реле нагрузки;
• двухтарифный счетчик.

Датчик температуры лучше ставить на контроль воздуха в помещении, чем на теплоноситель.

В зависимости от температуры за окном, при одинаковом нагреве теплоносителя в доме будет то теплее, то холоднее. Удобнее когда температура в помещении удерживается на одном уровне методом повышения или понижения нагрева жидкости в контуре.

Реле нагрузки не даст включиться нагревателю, когда домашняя сеть перегружена. Например, когда работает стиральная машина. Таким образом, проводка не будет испытывать перегрузок и не перегорит. Чтобы сэкономить на счетах за электроэнергию в домах, которые обогреваются электроприборами нужно устанавливать счетчики двойного тарифа.

Они считают, сколько потрачено энергии в дневное и ночное время, и разделяют стоимость за использованные киловатты. Ночью электричество дешевле. Установленное реле времени будет включать нагреватель тогда, когда это более выгодно, то есть ночью. В то время как днем котел будет работать как можно меньше.

Если серийные модели нагревателей не устраивают вас по своим функциям или слишком дорого стоят, то вы можете купить самый простой котел и собрать блок управления самостоятельно. Это удобно, так как вы сами определяете, какие функции вам нужны, а какие нет. К тому же все можно делать поэтапно, соответственно, не нужно сразу выкладывать приличную сумму.