Электрический ионный котел отопления

Электрический ионный котел отопления

В настоящее время, когда происходит интенсивное приобретение и строительство загородной недвижимости, многие обращают внимание на новую технику и технологии, которые помогут не только создать комфорт в доме, но и сэкономить денежные средства. Все большую популярность приобретает ионный электрический котел отопления, отличающийся от привычных котлов на ТЭНах.

Ионный или ТЭНовый котел. Что выбрать?

Ионный (электродный) котел и котел, работающий на ТЭНах, имеют отличия в способе нагрева теплоносителя в системе отопления и в качественных характеристиках, связанных с величиной обогреваемой площади и количеством энергии потребления.

В электродном котле теплоноситель (вода) нагревается теплом, выделяемым электрическим током, который протекает между двумя электродами (анодом и катодом). В обычном котле вода нагревается от тепло-нагревательных элементов (ТЭНов).

Как работает котел ионный электрический?

Появившиеся в результате расщепления молекул воды ионы, положительно и отрицательно заряженные начинают быстро перемещаться к аноду и катоду. При этом выделяется тепловая энергия, за счет которой и повышается температура теплоносителя.

Исходя из законов физики, вода в ионном котле, являясь проводником электрического тока между двумя электродами, нагревается этим током согласно известному из школьного курса закону Джоуля-Ленца. Закон позволяет дать количественную оценку теплового воздействия электрического тока.

На заметку любознательным

Закон Джоуля-Ленца гласит, что выделяемое тепло в калориях при постоянном токе можно вычислить по формуле:

Q=CI²Rt, где

C — электрический эквивалент тепла, I — сила тока, t — время его прохождения, R — электрическое сопротивление воды.

В процессе нагрева воды в ионном котле отопления ее сопротивление уменьшается, а электропроводимость увеличивается. Значит, происходит постепенное увеличение мощности. Можно сделать вывод, что ионный котел способен постепенно поставлять тепло. Потребляемая мощность будет зависеть от двух факторов:

  • температуры, которая устанавливается потребителем;
  • количества воды в системе.

Подогрев теплоносителя после включения происходит при 40-60% от номинального значения мощности. Как показывает практика, заданная температура может быть достигнута примерно в 4 раза быстрее, чем в котле с ТЭНами.

Как работают ТЭНы?

Потребляемая мощность ТЭНового котла постоянна и не зависит от температуры воды в системе отопления. Подогревается вода до заданных значений значительно дольше, а расход потребляемой мощности максимальный. К тому же он превышает стартовую мощность ионного электродного котла на 40-60%.

Сравнительные характеристики

Результаты работы рассматриваемых типов котлов отопления сильно разнятся. Особенно наглядно это видно на представленной в таблице. Данные указаны для котлов с автоматической регулировкой температуры теплоносителя, которые установлены в помещениях, имеющих высоту 2,5 метра и обогреваемых до температуры 20̊ С.

Ионный котел
Котел с ТЭНами
3 1 50 0.5-0.7 3 1 30 1.1-1.4 5 1 80 0.9-1.2 5 1 50 1.6-2.1 9 3 120 1.8-2.3 9 3 90 3.0-3.9 25 3 350 4.5-5.5 25 3 240 8.5-10.1

Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что при одинаковой мощности площадь обогрева при использовании ионного котла отопления больше, а расход электроэнергии значительно меньше, чем при использовании ТЭНового.

Сравнивая оба способа обогрева, нельзя не вспомнить о сроке службы котлов. Производители указывают, что ТЭН может прослужить от 3-х до 5-ти лет, случается, что эти цифры могут оказаться гораздо меньше, что связано с независящими от потребителя причинами. Большое влияние оказывает чистота и качество воды, заливаемой в систему отопления, материал самих ТЭНов и корпуса котла, а также интенсивность использования. Образующаяся на ТЭНах накипь не позволяет им нормально охладиться, что и приводит к их сгоранию.

Электродные котлы лишены данного недостатка, так как полярность катодов в них постоянно меняется. Ионы меняют свое направление с частотой сетевого напряжения (50 колебаний в секунду). Даже накипь, образующаяся от неочищенной воды, не станет причиной поломки, она может лишь снизить мощность котла.

Как подобрать ионный котел?

Подбирают нужный по мощности прибор отопления, исходя из условия, что 1 кВт номинальной мощности может согреть помещение, имеющее площадь 20 кв. м, объем 60 куб. м, а количество воды в системе — 40 литров.

К расчетной мощности катодного котла рекомендуется добавить еще примерно 20% мощности, для большей уверенности.

Это нужно знать!

  1. Котел ионный электрический требует создания надежного заземления корпуса.
  2. В сети котла не нужно устанавливать УЗО (устройство защитного отключения).

Достоинства и недостатки ионных котлов отопления

К очевидным преимуществам электродных котлов можно отнести следующие:

  • эффективность (нагрев теплоносителя происходит почти мгновенно, КПД приближается к 100%);
  • долговечность (не образуется накипь);
  • компактность, простота монтажа (габаритные размеры и вес котлов значительно меньше по сравнению с ТЭНовыми);
  • возможность автоматического регулирования (правильная настройка цифрового блока позволяет экономить около 40% потребления электроэнергии);
  • безопасность эксплуатации при правильно выполненном монтаже (если произойдет разгерметизация отопительной системы или возникнет утечка жидкости, прекратится движение ионов, и котел не станет работать);
  • отсутствие шума;
  • экологическая безопасность (отсутствуют продукты сгорания, не требуется запасать топливные ресурсы);
  • не требуется переоборудовать существующую систему;
  • не нужно согласовывать установку котла с органами котлонадзора;
  • не высокая цена.

Как любое оборудование, ионные генераторы тепла, наряду с достоинствами, имеют свои минусы:

  • подготовка воды, заливаемой в систему отопления (для воды задаются определенные параметры, которые необходимо строго выполнять);
  • нет возможности применения альтернативных типов теплоносителей (дистиллированная вода, масло, антифриз);
  • для создания нормальных условий работы котла необходима постоянная циркуляция жидкости в системе;
  • антикоррозийный материал электродов обеспечивает им долгий срок службы, тем не менее, требуется постоянно отслеживать их состояние, вовремя производя замену;
  • высокая стоимость электроэнергии.

Выводы

Ионный электрический котел отопления имеет минимальный вес и компактные размеры, что делает его установку простой и легкой. Для обогрева больших площадей имеется возможность создания системы с одновременным подключением сразу нескольких котельных агрегатов. Отсутствие необходимости получения разрешающих документов в надзорных органах и контроля со стороны инспекции котлонадзора также является положительным фактором, влияющим на выбор типа котла.

Читайте также:  Розетка пралеска ра16 254

В заключении можно сказать, что при выборе отопительного оборудования для дома решение установить ионный котел является наиболее приемлемым, но не стоит забывать о том, что потребуется время для приготовления теплоносителя. Такая система обогрева станет надежным и экономичным источником тепла.

»

Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.

Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.

Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.

История появления и принцип работы

В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.

Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.

Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.

Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел читайте тут

Характеристики: преимущества и недостатки

Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:

  • КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
  • В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
  • Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
  • Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
  • Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
  • Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
  • Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
  • Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления

О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете узнать здесь

Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.

Среди отрицательных сторон стоит отметить:

  • Для работы ионного отопительного оборудования нельзя использовать источники питания с постоянным током, которые вызовут электролиз жидкости
  • Нужно постоянно контролировать электропроводность жидкости и принимать меры по ее регулированию
  • Необходимо позаботиться о надежном заземлении. Если произойдет его пробой, риски быть ударенным током значительно возрастают
  • Нагретую воду в одноконтурной системе использовать для иных нужд запрещается
  • Очень трудно организовать эффективное отопление с естественной циркуляцией, установка насоса обязательна
  • Температура жидкости не должна превышать 75-ти градусов, иначе резко вырастет потребление электрической энергии
  • Электроды быстро изнашиваются и нуждаются в замене с периодичностью каждые 2-4 года

  • Нельзя проводить ремонтные и пуско-наладочные работы без привлечения опытного мастера
  • О других способах электрического отопления дома, читайте тут

    Устройство и технические характеристики

    Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.

    Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:

    1. Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
    2. Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
    3. Клеммы заземления
    4. Клеммы, подающие питание на корпус
    5. Резиновые изоляционные прокладки

    Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:

    • Длина – до 60 см
    • Диаметр – до 32 см
    • Вес — около 10-12 кг
    • Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт

    Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.

    Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:

    • Блок пускателя
    • Защиту от скачков напряжения
    • Контроллер управления

    Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.

    Читайте также:  Размеры чугунной ванны 150

    Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:

    1. Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
    2. Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне

    Видео руководство

    Простой ионный котле своими руками

    Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:

    • Труба стальная диаметром 5-10 см
    • Клеммы заземления и нулевого провода
    • Электроды
    • Провода
    • Металлический тройник и муфта
    • Упорство и желание

    Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:

    • На электрод подается исключительно фаза
    • На корпус подается исключительно нулевой провод
    • Обязательно предусматривается надежное заземление

    Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:

    • Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
    • Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
    • С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
    • Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
    • Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
    • Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)

    • Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
    • Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта

    Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.

    Особенности монтажа ионных котлов

    Обязательное условие при монтаже ионных котлов отопления – наличие предохранительного клапана, манометра и автоматического воздухоотводчика. Располагать оборудование нужно в вертикальном положении (горизонтальное или под углом недопустимы). При этом около 1.5 м подводящих труб – не оцинкованная сталь.

    Нулевую клемму принято располагать внизу котла. К ней подключают заземляющий провод с сопротивлением до 4 Ом и сечением свыше 4 мм. Не следует полагаться исключительно на ОЗУ – оно не способно помочь при утечке токов. Сопротивление также должно соответствовать правилам ПУЭ.

    Если отопительная система совершенно новая, подготавливать трубы не нужно – они должны быть чистыми внутри. Когда котел врезается в уже эксплуатируемую магистраль, обязательно проводится промывка ингибиторами. На рынках предлагается большой ассортимент средств для удаления отложений, солей и накипи. Однако каждый производители электродных котлов указывает те из них, которые считает лучшими для своего оборудования. Их мнению следует придерживаться. Пренебрегая промывкой, установить точное омическое сопротивление не удастся.

    Очень важно подобрать радиаторы отопления к ионному котлу. Модели с большим внутренним объемом не подойдут, так как на 1 кВт мощности потребуется более 10 л теплоносителя. Котел будет постоянно работать, тратя часть электроэнергии напрасно. Идеальное соотношение мощности котла и общего объема системы отопления – 8 л на 1 кВт.

    Если говорить о материалах – лучше устанавливать современные алюминиевые и биметаллические радиаторы с минимальной инертностью. Выбирая алюминиевые модели, предпочтение отдают материалу первичного типа (не переплавленному). В сравнении со вторичным он содержит меньше примесей, снижая омическое сопротивление.

    Меньше всего с ионным котлом совместимы чугунные радиаторы, так как они больше всех подвержены загрязнениям. Если возможности заменить их нет, эксперты рекомендуют соблюдать несколько важных условий:

    • В документах должно быть указано соответствие европейскому стандарту
    • Обязательны установка фильтров грубой очистки и уловителей шлама
    • Еще раз производится общий объем теплоносителя и выбирается подходящее по мощности оборудование

    Производители и средняя стоимость

    Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:

    • «ЭОУ» (Украина)
    • ООО «Stafor EKO» (Латвия)
    • ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)

    Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей. Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.

    Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года. Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.

    Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.

    Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:

    • Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
    • Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
    • Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть

    Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.

    Если перед вами стоит четкая задача выбрать экономное электрическое отопление, то я могу с уверенностью сказать, что электродный ионный котел вы встречали в сети неоднократно. А кому-то «повезло» и на себе почувствовать все прелести «рассекреченной оборонной технологии с атомных подводных лодок».

    Читайте также:  Сервировка стола на банкет фото

    Принцип работы ионного котла

    Уж и не знаю, с чего маркетологи решили назвать принцип работы ионного котла «новаторским». Как по мне — те же самые 2 бритвенных лезвия в огуречном рассоле))). А если по-научному: ионы воды проходят между анодом и катодом котла и проходящий между этими элементами ток ускоряет движение ионов, увеличивая температуру. Еще проще: нагрев воды за счет протекания тока через эту самую воду.

    Прототип электродного котла

    Гениальная простота или посредственная примитивность?

    В теории работа электродного ионного котла сведена к бесхитростной схеме по известным каждому законам физики, но на практике… Эти агрегаты из «магазина на диване» подойдут фанату-электрику или любознательному сантехнику. Повесил и забыл — это не про ионные котлы. Не все так просто и гениально, как говорит нам вездесущая реклама. Самое интересное начинается с водоподготовки, а далее идет подбор радиаторов, особая разводка отопления и еще несколько занимательных моментов, о которых я расскажу ниже.

    Миф о заоблачном КПД электродных котлов

    Электроэнергия любого электрического котла преобразуется в тепловую с эффективностью, близкой к 100%. Способ преобразования энергии, к сожалению, никак не увеличивает энергию. Если моя квартира с учетом теплопотерь потребляет 6 кВт, то будь это электродный котел, ТЭНовый, газовый — она съест эти 6 кВт. А когда консультант уверяет, что 1 кВт электродного котла как 2 кВт от ТЭНа — я не знаю, плакать мне, или смеяться. Закон сохранения энергии все еще работает, и это тот потолок, о который бьются гениальные головы всех физиков мира.

    Есть мнение, что за счет медленного электролиза, КПД ионного котла даже несколько ниже альтернативных электрических котлов (например, ТЭНового).

    Водоподготовка и теплоноситель для электродных котлов

    Для ионных котлов существуют жесткие нормы к минерализации воды. Нужна миллиграммная точность, самостоятельно подобрать кислотность крайне сложно, долго и трудозатратно.

    Дистиллят работать просто так не будет, так как является диэлектриком: добавите много ионов (соли, соды, кислоты, щелочи) — «пробки выбьет», мало — котел не наберет мощности, не прогреет теплоноситель. Подгонку электролита до необходимой проводимости нужно делать с помощью кондуктометра. Кондуктометр вам понадобится неединожды. Да и вообще, на процедуру водоподготовки приезжает целая передвижная лаборатория.

    Перечисленные выше ионизирующие добавки потихоньку съедают систему. На чугун ставить электродные котлы даже производители не рекомендуют, а алюминиевые радиаторы с добавкой вторичного алюминия окисляются и убивают теплоноситель буквально за сутки работы при 50-60 градусах.

    Можно приобрести «родной» теплоноситель-антифриз, который продают производители котлов, средняя цена на который $23-25 за 10 литров. Но у антифриза, как у весьма текучей жидкости, есть очень неприятное свойство — находить малейшие огрехи в спайке труб и в разъемных соединениях, и подтекать.

    Даже со специальным, родным теплоносителем необходима водоподготовка и межесезонный лабораторный контроль ($26 за вызов). И ингибитор прикупить не забудьте, который рекомендуется для промывки бывшей в эксплуатации системы или для подготовки новых алюминиевых радиаторов, для чугуна он не просто рекомендуется, а обязателен ($7).

    Комплектующие для ионных котлов

    Помимо привязки к теплоносителю, придется раскошеливаться на комплектующие для ионных котлов: насос, расширительный бак, терморегуляторы, группу безопасности, кондуктометр. Ну и электроды.

    Электроды ионных котлов сверхчувствительны к накипи и всяческим налипаниям окисленного шлама. Практика показывает, что чистку электродов приходится проводить раз в 3-4 недели, например, наждаком. И в этот период котел потихоньку теряет мощность, а мотает больше.

    Благодаря термоядерному горячему «рассолу» металл в системе подвергается коррозии, шлам в системе «садится» на электроды и снижает электропроводность. Это чревато перегревом системы и выбиванию автомата — теплоноситель не прогревается до 40 градусов и автоматика не срабатывает.

    Электроды нередко выгорают, особенно при неточной водоподготовке (например, чуть больше соды или соли добавите) а купить электрод для ионного котла стоит не меньше $60.

    Заземление

    Принцип работы электродного котла подразумевает выработку статического электричества, поэтому необходимо заземление котла и всей системы отопления.

    Система отопления под ионный котел

    Электродные котлы лучше ставить в систему, спаянную специально под него, с другими видами котлов эта система работать не будет. Если планируется установка ионного котла в дом на несколько этажей, то придется ставить по котлу на этаж. Также, чтобы котел быстрее выходил на заданную мощность, контур должен быть теплоизолирован.

    Запустится котел только на теплоносителе, температура которого не ниже 14 градусов.

    Система с ионным котлом постепенно завоздушивается водородом, который медленно но верно выделяется при гидролизе. Завоздушивание провоцирует снижение эффективности и выгорают электроды. Кислород от гидролиза вызывает коррозию системы.

    Делаем выводы

    • Никакой заоблачной энергоэффективности и экономии от использования электродного котла нет. Ионы тоже подчиняются законам физики.
    • Расходы на профессиональное обслуживание, комплектующие и теплоноситель превышают цену самого котла не в один раз.
    • Система отопления под такие котлы не универсальна и накладывает ограничения в выборе радиаторов.
    • Уровень электробезопасности не годится для такого оборудования.

    Если нет альтернативы электрическому отоплению

    Есть несколько хороших вариантов электрического отопления, среди них:

    • Индивидуальные панельные обогреватели конвекторы.
    • Маслонаполненные электрические радиаторы.
    • ТЭНовые котлы.

    По системе отопления на конвекторах написал отдельный материал.

    Если не разводить систему отопления, то экономится куча денег, самоустраняется масса проблем с протечками, теплоносителями, сервисами на дому. О различных энергоэффективных видах электрических обогревателей поговорим в следующих статьях.

    >

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock detector