Электродные котлы отопления для частного дома

Плюсы электродных котлов

Очевидные достоинства электродных агрегатов перед другими приборами отопления:

• Высокая производительность – КПД электродных котлов составляет 96%.
• Экономия электроэнергии – для обогрева дома оборудование затрачивает на 40% меньше электроэнергии, нежели другие электрические агрегаты.
• Безопасность – прибор сконструирован таким образом, что полностью исключается малейший риск утечки электричества. Тут невозможны искрения и прочие негативные явления, поэтому домочадцы защищены от пожарных ситуаций.
• Оперативность нагрева – благодаря высокой мощности агрегата, обеспечивающейся за счет отсутствия каких-либо барьеров в процессе перемещения тепла к энергоносителю, система отопления нагревается за короткий временной промежуток.

Электродный нагреватель

• Отсутствие накипи – ток проходит через носитель с частотой 50 Герц, поэтому электролиз здесь невозможен, что и уберегает внутренние стенки котла от накипи.
• Легкость установки – электродные модели отличаются компактными габаритами и не требуют дымохода или котельной, поэтому их монтаж можно выполнить своими руками.
• Удобство эксплуатации – прибор работает бесшумно и без образования каких-либо загрязнений: будь-то копоти или золы.

Общие аспекты электрического отопления

За исключение котлов, все виды электрического отопления не требуют внешних нагревательных и вспомогательных устройств (контуров и радиаторов отопления, дымоходов), что является их несомненным плюсом. Они довольно легки в управлении и монтаже, обладают малой инерционностью. Часто возможно подключение электронных блоков управления и дистанционная работа с ними.

Опять же, большинство рассмотренных видов электро-отопления довольно дороги в свей эксплуатации. Мощность практически всех приборов, нужная для обогрева помещения определенной площади, требуется примерно одинаковая, и она довольна велика. Принято считать, что для отопления 100 кв. метров с высотой потолка 2,5−3 м требуется 12−16 кВт мощности электроприбора.

Тут еще влияет фактор географического нахождения обогреваемого дома. В южных районах страны расходы на электрическое отопление будут гораздо меньше, чем в северных. Большую роль играет и конструкция, утепление дома. Чем теплее и меньше сам дом, тем меньше потребуется электроэнергии для его обогрева. Обычно электричество применяют для обогрева небольших по площади одноэтажных домов или квартир в домах городского типа при наличии мощной проводки. В остальных случаях электрическое отопление применяют как вспомогательное.

И самое главное — такой вид отопления делает вас полностью зависимыми от наличия самой электроэнергии, т. е. делает систему энергозависимой.

Большую экономию дает применение электродных котлов, теплых инфракрасных обогревателей и приборов с автоматическим регулятором режима и температуры (так называемый умный дом).

Смонтированный в подвале моего дома электрический котел с тремя ТЭНами фирмы «Морион» (см. фото) используется изначально, с этапа проектирования, как запасной вариант. Я его практически не включаю. Общая мощность котла — 6 кВт (3*2 кВт).

Этой мощности для хорошо утепленного дома (внутренняя отделка, пеноблоки, утепляющий слой пенопласта, облицовка кирпичом) площадью 95 кв. метров в условиях Урала хватает только на поддержание температуры в комнатах в пределах 15−18 градусов, а в сильные морозы его хватает только на удержание водяного контура отопления от разморозки.

Также обстоят дела и у моих соседей: один из них в течении одного месяца пользовался таким же котлом для обогрева нового дома площадью 64 кв. метра, что обошлось ему в 6 тыс. рублей. Позднее (и сейчас), после подключения газа у него уходит 1−1,5 тыс. рублей в месяц на отопление. Разница ощутимая.

В тоже время, распространенные электродные котлы с автоматической регулировкой и незамерзающей жидкостью в нашей местности «потребляют» 2−3 тыс. рублей в месяц, что соизмеримо с затратами на газовое отопление.

От автора.

1 Общая информация

Что касается отопления твердым топливом, то оно актуально лишь в той местности, где такой источник тепла является доступным и дешевым. Дизельные котлы — вообще отдельная тема, ведь они очень дорогие, и при этом недостаточно безопасные. Да и хранить внушительный объем солярки в домашних условиях очень проблематично.

Другое дело — электрическая энергия. В настоящее время она доступна даже в самых отдаленных регионах. Конечно же, многие боятся высоких тарифов на электричество, но порой ему нет замены, поэтому выбор очевиден.

И хозяева загородных домов по-особому заинтересованы в покупке высокоэффективных обогревательных установок с низким уровнем энергопотребления и лучшим КПД. В связи с этим большим спросом стала пользоваться уникальная разработка — электродный электрокотел для отопления.

https://youtube.com/watch?v=_TE8DeMo1eM

Как будет работать котел

Сначала полученный «стакан» наполняется жидкостью, скорее всего, вы будете использовать обычную воду. По прошествии некоторого времени вода начнет кипеть. При этом будет образовываться пар, он поднимется вверх по трубопроводу, отдаст свое тепло отопительным приборам и снова превратится в обычную жидкость. Вода, в свою очередь, будет стекать по специально установленной трубе под уклоном, после чего обратно переместится в «стакан». Цикл будет повторяться вновь и вновь, не прекращаясь.

Невзирая на то, какие объемы необходимо обогреть, электродный котел своими руками все равно будет экономически выгодным достоянием. Все это позволяет изготавливать котел незначительных габаритов, что можно назвать еще одним достоинством подобной конструкции.

Если ваша цель – обогревать помещение большого объема, то таких котлов вы можете сделать сразу несколько, разместить их в удобных вам местах в произвольном порядке, благодаря чему получается необходимая температура теплоносителя на выходе. Еще одним достоинством можно считать то, что на изготовление ионных котлов, равно как и на их монтаж и эксплуатацию, не нужно получать никаких разрешений.

Итак, что мы в итоге получаем – максимально экономичное оборудование, имеющее высокую эффективность при создании тепловой энергии. Разве это не то, что нам всем нужно для качественного обогрева дома в зимнее время года? Но проблема обогрева имеет и обратную свою сторону – мы говорим о достижении максимально комфортного микроклимата в доме с минимальными на то затратами энергии. Именно поэтому вам дополнительно следует позаботиться о термоизоляции вашего жилья, сделать так, чтобы при строительстве/обустройстве соблюдались все технологии энергосбережения.

В качестве заключения

Вот теперь вы смогли лично убедиться в том, что собрать электродный котел своими руками достаточно легко и по силам практически каждому из нас. Наиболее важным при этом является то, что нужно, во-первых, ознакомиться с принципом работы устройства, а во-вторых, соблюдать все приведенные здесь инструкции. Лишь в таком случае все пройдет максимально успешно. Теплых вам зим, господа!

Электрокотел на ТЭНах

Схема электрического котла с теном своими руками является наиболее простой для исполнения и известна уже достаточно давно.

Принцип работы ТЭНового котла

Устройство всех бытовых приборов, в которых установлены нагревательные элементы (ТЭНы), одинаково. При включении питания напряжение подается на ТЭН, который постепенно нагревается и передает тепловую энергию расположенной вокруг него жидкости.

Преимущества таких приборов:

• большой ассортимент нагревательных элементов различной формы и мощности;
• возможность использования в любой отопительной системе с жидкими теплоносителями;
• на корпусе котла установлена изоляция, так что напряжение подается исключительно на ТЭН;
• не требуют сложного обслуживания;
• уровень нагрева очень просто контролировать, даже с минимальным набором автоматических элементов управления.

Среди недостатков самодельного электрического котла данного типа можно назвать:

• «прожорливость» в потреблении электроэнергии, поскольку для обогрева 10 м² площади требуется 1 кВт мощности;
• примеси в теплоносителе накапливаются на нагревательном элементе в виде накипи, поэтому его нужно чистить примерно 1 раз в год;
• ТЭН может функционировать только при наличии жидкости, с ним рекомендуется установка датчика холостого хода.

Тэновые электрические котлы

В котлах данного типа для нагрева теплоносителя используются трубчатые нагревательные элементы (ТЭНы). По сути, это электрические проводники с очень высоким сопротивлением. Электрический ток, протекая по элементу, вызывает его нагрев, который передается теплоносителю.

Сам нагревательный элемент окружен диэлектрическим материалом и помещен в металлическую трубку различной формы. Контакты для подключения выведены на концы трубки. Сама трубка (корпус тэна) электрически безопасна.       

На бытовом уровне тэны хорошо знакомы по старым электрическим чайникам и переносным водонагревателям.

Недостатком данного типа котлов, является тот же недостаток, что и в чайнике — образование извести на поверхности ТЭНа и стенках котла. Происходит такое образование извести при использовании, так называемой жесткой воды. Поэтому в обслуживании котла, вносится элемент очисти известковых налётов, добавлением к теплоносителю различных добавок. Либо вода перед использованием искусственно доводится до показателя нормальной жесткости 7–10 мг-экв. на литр.

Основными способами смягчить воду является предварительное кипячение, дистилляция или использование специальных фильтров. Это тоже нужно предусмотреть перед покупкой электрического котла тэнового типа.

Еще одна проблема ТЭН котла может стать утечка теплоносителя. ТЭН, не погруженный в воду перегревается и как следствие сгорает, что в свою очередь приводит к пожару

Поэтому не нужно экономить на автоматике котла и обратить особое внимание на его автоматику.           

Адаптированность к работе с теплым полом

Большая часть котлов разрабатывается для традиционных систем отопления, то есть они выдают теплоноситель с температурой 60-95оС. Особенность водяного подогрева пола в том, что требуются гораздо более низкие температуры: порядка 35-50оС. Только при таких условиях пол обжигать не будет, а будет приятно теплым.

Есть два решения: найти установку, которая может выдавать теплую, а не горячую воду, или к горячей подмешивать холодную, и только потом выдавать в трубы. Второе решение требует дополнительного оборудования — коллекторного узла, в котором и происходит смешивание. Это не самая дешевая технология, так как требуется измерять температуру горячей воды и обратки, смешивать их до тех пор, пока температура не понизится до нужного уровня. Конечно, коллекторные узлы бывают разные, более или менее дорогие, но все равно их нужно покупать и устанавливать.

Начнем с котлов для водяного пола, которые могут сами выдавать теплоноситель нужной температуры. Тут на первом месте — электрические тепловые агрегаты. Вы сами можете выставлять температуру от 25оС и выше. То есть никаких дополнительных затрат и комфортная работа с теплыми полами. К тому же индукционные и электродные (ионные) котлы имеют совсем небольшие габариты, что облегчает их установку. Если контур у вас один, можно подключать его напрямую к выходу. Если контуров несколько, гребенка теплого пола понадобится,  но самая простая, без подмеса и температурных контролеров. В принципе, можно ее сделать своими руками из труб и фитингов. Из другого оборудования может понадобиться (или нет,  в зависимости от комплектации) расширительный бачек, спускной клапан и циркуляционный насос.

Есть еще один вариант, который показывает просто отличную эффективность при работе с низкотемпературными сетями — это конденсационные газовые котлы. Наиболее эффективны они при температуре теплоносителя в обратном трубопроводе не выше 35оС. То есть — это отличный вариант для водяного пола.

Лучший выбор — конденсационный газовый котел для теплого пола

Газовые котлы, использующие традиционную технологию отбора тепла, требуют установки смесительного узла с наличием контролирующих элементов. Если вы решите использовать такое оборудование, старайтесь подобрать модель, которая может одновременно работать с двумя и более контурами. Обычно один из них высокотемпературный под радиаторы, а остальные — для низкотемпературных систем типа теплого пола. В этом случае отслеживанием температуры и смешиванием теплоносителя занимается автоматика и все происходит внутри установки. Так что если водяной теплый пол у вас работает одновременно с радиаторным отоплением, такое оборудование — отличное решение.

Сложнее дело обстоит с котлами на пеллетах и жидком топливе: для них коллекторный (смесительный) узел обязателен. Причем со всей начинкой: термометрами, контролерами и термоголовками.

Обвязка высокотемпературных котлов для теплого пола — не самая простая задача

Электродные котлы

Ионные котлы ‒ еще одно название этих котлов. Принцип их работы заключается в использовании теплоносителя, обладающего электропроводностью. Электроды, на которые подается напряжение частотой 50 Гц, ‒ неотъемлемые конструктивные элементы такого устройства. Двухфазная или трехфазная сеть переменного тока обеспечивает работу таких нагревателей. Трехфазный вариант применяется для устройств большей мощности и увеличенных габаритов.

Корпус заземляется и играет роль одного электрода. Надежное заземление ‒ непременное условие безопасной работы котла. Заземление требует затрат.

Второй электрод — стержень из металла. Он помещается в емкость, где циркулирует электролит.

После подключения переменного напряжения молекулы теплоносителя начинают хаотически перемещаться и сталкиваться. Высвобождающаяся энергия нагревает электролит. Далее он распределяется по приборам отопления и, передав тепло, снова поступает в зону нагрева.

В таблице 1 нижние границы удельных параметров мощности относятся к небольшим агрегатам. Нижние границы удельной стоимости, напротив, относятся к мощным устройствам. Данные приводятся без учета затрат на системы автоматического управления, которые существенно экономят электричество.

Мощность котла при разогреве увеличивается из-за уменьшения сопротивления электролита при повышении его температуры. Продолжение нагрева требует все большей мощности. Температура жидкости поэтому, директивно ограничивается. Предельно допустимое значение определяется свойствами жидкостей и параметрами котлов. Низкие температуры переносящей тепло жидкости по сравнению с нормами для отопительных радиаторов (например, 50ºС для котлов против 90ºС для алюминиевых радиаторов) увеличивают площади радиаторов. Затраты, связанные с этим, ‒ плата за использование электродного котла.

Рабочие процессы в электродных котлах вызывают изменения свойств теплоносителя. Его приходится своевременно менять, чтобы не увеличивалась потребляемая мощность. Это еще одна статья затрат.

Блуждающие токи, появляющиеся в электродных котлах, вызывают электрохимическую коррозию конструктивных элементов даже из нержавеющей стали. Постепенное растворение электродного стержня добавляет забот. Удорожание эксплуатации ‒ последствие этих обстоятельств.

Электродные котлы просты в эксплуатации, очень надежны, занимают мало места, не шумят, комплектуются совершенными устройствами автоматики, обладают широкой линейкой мощности, безопасны в работе. Выбор электродного котла — лучшее решение для тех, кому нужно быстро нагреть жилой дом (например, приезжая на дачу зимой). По скорости нагрева это чемпион. Эти котлы можно собирать в каскады, увеличивая общую мощность до нужных пределов.

Электродные котлы — инновационная продукция. Их выпускают венчурные производители. Известные фирмы предпочитают ТЭНы.

ЭЛЕКТРОДНЫЕ КОТЛЫ ОТОПЛЕНИЯ

Электродные котлы наиболее компактные из всего семейства систем электрического водяного отопления. Они надежны, по причине простой конструкции. Принцип их работы отличается от всех остальных классических электронагревателей. Нагрев теплоносителя реализуется при помощи двух электродов, через которые протекает переменный ток.

В качестве теплоносителя применяется электролит, отвечающий ряду требований. Теплоноситель должен иметь определенную плотность (количество солей) от которой зависит содержание ионов, последовательное сопротивление электролита. Сам раствор солей должен быть чистым — свободным от механических примесей.

Производители рекомендуют использовать «фирменные» жидкости со строго определенными характеристиками. Иногда пользователи покупают концентрат, который разводят до необходимой консистенции. Электродные электрокотлы бывают как одно так и трехфазными, их мощность не превышает 16 кВт.

Достоинства электродных технологий:

Компактность — внешний диаметр корпуса не намного превосходит диаметр основной магистральной трубы теплосистемы дома.

1. Доступная стоимость — наиболее дешевые из всех электрокотлов.
2. Имеют простую конструкцию и высокую надежность.
3. В случае утечки теплоносителя и критического снижения его уровня электродный котел сохраняет работоспособность.
4. При применении электролита с неоптимальными эксплуатационными значениями на электродах появляется накипь. Она ведет к небольшому снижению мощности, но не приводит к выходу из строя.
5. Система отопления имеет низкую инертность. Это позволяет обогревать помещение более интенсивно, эффективно выполнять регулирование в автоматическом режиме.
6. Оборудование имеет высокую устойчивость к изменениям напряжения в сети электроснабжения. Падение напряжения на величину критическую для других типов котлов приводит к незначительному снижению мощности.

Недостатки электродных котлов:

Этот тип электрических отопителей невозможно подключить через устройство защитного отключения (УЗО) так как в результате эксплуатации возникают значительные токи утечки. Поэтому вероятность поражения электричеством более высокая, чем у ТЭНовых и индукционных котлов.

Необходимо контролировать уровень сопротивления жидкости. По этой же причине невозможно применять антифризы. Цена специального электролита или его концентрата высока.

В результате эксплуатации происходит износ электродов, изменяются характеристики теплоносителя. Это требует периодической замены расходных материалов, примерно, один раз на три четыре сезона. В процессе электролиза образуется небольшое количество газов, которые выходят через автоматический воздухоотводчик.

Некоторые из этих газов токсичны, поэтому в месте установки нагревателя необходимо организовать тщательную вентиляцию.

Потребление электроэнергии такого котла зависит от электропроводности жидкости. При повышении температуры увеличивается электропроводность, поэтому температура теплоносителя должна составлять 55°С-65°С. При ее превышении расход электроэнергии многократно возрастет. Это оборудование трудно контролировать по параметрам нагрева. Управление производится путем регулировки потребляемого тока.

Принцип работы самодельного электродного котла

Жидкость, налитая в «стакан», в нашем случае это вода, начинает через время кипеть. Пар, который постепенно образуется, начнет подниматься по трубе и отдавать тепло, превращаясь в воду. Вода же будет стекать вниз по наклоненной трубе и медленно оказываться в «стакане». Потом цикл будет начинаться снова.

Высокий уровень экономичности такого отопления при больших объемах обогрева позволяет делать их небольшого размера, что является еще одним преимуществом.

Если нужно обогреть большой объем помещений, то можно создать несколько электродных котлов в различном порядке для получения нужных характеристик на выходе. Дополнительный плюс в том, что такие котлы можно монтировать и устанавливать без получения на это специального разрешения.

Получение оборудования высокой экономичности в процессе производства тепла — это только одна из целей обогрева помещений в зимнее время года. Другая сторона проблемы — это небольшой расход тепла на получение комфортного микроклимата в помещениях разного типа и назначения

Важно также позаботиться о теплоизоляции дома или квартиры, и о соблюдении энергосберегающих технологий конструкций при строительстве дома в целом

Конструкция ТЭН котла отопления

Посмотрим на конструкцию ТЭН котла на примере котла Proterm «Скат», мощности 6, 9, 12,14,18, 21, 24,28 КВт. Это модель настенного электрического котла с эквитермическим регулированием.

Вода (теплоноситель) поступает из системы отопления (стрелка А), проходя через гидрогруппу (3), поступает бак котла. В нём она нагревается за счет трех установленных ТЭНов. Нагреваясь, вода поднимается вверх бака и поступает в обратную (подающую линию В) системы отопления.

Очень простая и понятная схема. Нет никаких сложных горелок, форсунок, теплообменников, всё просто как в самоваре. Эквитермическое регулирование температуры предполагает подключение к группе управления котлом наружного температурного датчика температуры.

Данный котел может работать с системой теплый полов при подключении аварийного термостата для регулировки температуры котловой воды. В гидрогруппу котла входит циркуляционный двухскоростной насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя.

Котел имеет массу защит:

• От замерзания теплоносителя;
• От замерзания бойлера косвенного нагрева;
• Защита насоса от заклинивания;
• Предохранительный клапан на 3 бара.

Подключение электрокотла делается отдельной группой электропроводки с отдельным автоматом защиты от электрощита. Сечение проводов и номинал автоматов защиты смотрим в таблице (фото).

Преимущества ионного котла

Как установить ионный котел

Чаще всего для отопления частного дома используется газовый либо твердотопливный котёл. Если ни один из вариантов не походит, выбирайте ионные котлы отопления. Технические характеристики данного вида котлов вас приятно удивят, ведь это устройство работает благодаря специальному методу подогрева воды в отопительной системе.

Технические характеристики ионного котла

Во время работы ионы воды двигаются в хаосе между анодом и катодом, размещённым внутри котла. Ток, образующийся между ними, помогает ускорить ионы и таким образом подогревает теплоноситель. Катоды и аноды производятся из специального прочного материала, который не подвергается ржавчине.

Корпус делается герметичным во избежание прорыва при неправильном соединении системы. Комплектация отопительного прибора состоит из отопительного элемента, защищающего котёл реле и специального термостата, который позволяет регулировать температуру.

Ионный котёл позволяет установить нескольких замкнутых отопительных систем в одном помещении. Данный нагревательный прибор отличается компактностью и может монтироваться в любом более подходящем для этого месте. КПД у такого котла составляет почти 100 процентов.

Установка катода и анода в системе, позволяют свести потери энергии к нулю. На 20 квадратных метров в час уходит около одного киловатта. Вода в системе при работе котла нагревается значительно быстрее в сравнении с другими видами котлов. Невысокая инертность запуска позволяет прогревать теплоноситель в радиаторах до необходимой отметки за небольшой промежуток времени. К тому же котёл имеет повышенную защиту от скачков электроэнергии. При отсутствии теплоносителя в отопительной системе котёл не выходит из строя.

Монтаж ионного котла отопления

Перед покупкой котла нужно высчитать обогреваемую площадь в помещении. Например, можно взять площадь 48 квадратных метров с потолками 2,6 метров и с качественной теплоизоляцией.

Площадь, то есть 48 умножается на высоту от пола до потолка, то есть на 2,6. Из этого делается расчёт, что для прогрева одного метра составит 0,025 киловатт. Для обогрева всего помещения хватит котла с мощностью в 3 киловатта.

1. Для перекрытия теплоносителя на случай выхода из строя системы либо замены теплоносителя монтируется шаровой вентиль.
2. Для равномерного прогона и распределения воды по батареям монтируется циркулирующий насос.
3. Фильтр очищает поступающий теплоноситель в котёл от накипи и ржавчины.
4. На обратной трубе в нижней части монтируется сливной кран для удаления воды из системы.
5. Расширительный бак требуется для забора образующейся лишней воды при её нагреве в системе.
6. Автоматический модуль для включения котла запускает котёл с заданными параметрами.
7. Устанавливается после этого воздухозаборник.

Для работы ионного котла в правильном режиме, вода должна иметь определённую плотность. При замене любого котла на ионный, сперва нужно слить с системы старую воду и залить новую. К тому же в неё добавляется ингибитор. Вода для отопительной системы берётся дистиллированная.

Для подсоединения котла с отопительной системой применяются трубы из стали без обработки оцинковки. После 120 сантиметров от котла трубопровод может вестись из другого материала.

Ионный котёл позволяет быстро и качественно прогревать помещение, поэтому читайте внимательно технические характеристики. Ионный котел вы сможете установить своими руками, если правильно проведете расчеты и будете следовать пошаговым инструкциям.

Вывод

Электродный котел – хорошее решение для дач и загородных домиков. Его установка не требует разрешительных документов или отдельного помещения, а эксплуатация – повышенных требований к технике безопасности. Такое устройство можно сделать самостоятельно, но насколько это целесообразно – решать вам. Хотя водонагреватель имеет очень высокий КПД, все же его использование обходится намного дороже, чем эксплуатация газового аналога. Стоит отметить также требовательность ионного котла к теплоносителю и системе отопления. Если не выполнять обязательные требования, то устройство будет работать неэффективно и прослужит намного меньше заявленного срока.