Как работает и выбор теплоносителя электродного котла

О том, как отказаться от центрального теплоснабжения и перейти на индивидуальное отопление, написано здесь.

Принцип работы

В нагревательном оборудовании, работающем на электричестве, тепло выделяется в результате нагрева проводника, по которому течет большой эклектический ток. Исключения составляют тепловые насосы, кондиционеры, однако, в них рабочим телом не является электричество как таковое.

Если в ТЭНовых или индукционных котлах проводником и нагревателем является тугоплавкая металлическая проволока или корпус устройства, то в электродных котлах ток пропускают непосредственно через теплоноситель.

Вода с включением солей и других примесей – хороший проводник, а при пропускании тока через нее, как и в случае с любой проводящей средой, происходит выделение тепла пропорционально силе тока.

Электродный котел – всегда конструкция проточного типа. Электроды закрепляются внутри котла таким образом, чтобы между ними оставался небольшой зазор. Электрический ток проходит только в том случае, если пространство заполнено токопроводящей жидкостью.

При включении питания, между электродами возникает разница потенциалов. Отрицательные и положительные ионы солей, находящиеся в теплоносителе, устремляются к соответствующе заряженным электродам. Столкновения молекул во время движения сопровождаются выделением тепла, отчего нагревается раствор.

Питается электродный котел переменным напряжением. Знак заряда на электродах меняется с частотой, как у питающей линии – 50 Гц. Смена полярности предохраняет систему от образования электролизных газов, устойчивого расщепления воды на водород и кислород и оседания компонентов солей на всех проводящих поверхностях.

Схема работы котла

В сухом остатке получается:

Принцип работы

Нагрев теплоносителя без использования посредников.

Важен правильный выбор теплоносителя с проводимостью не менее 1 кОм/см.

Котел и отопление требует основательного заземления, иначе возможно поражение пользователей током при контакте с металлическими элементами системы и статическим разрядом в случае с полимерными поверхностями.

Из особенностей электродных котлов следует отметить:

  • Электрод со временем разрушается и требует регулярной замены, если этого не делать эффективность котла падает, повышается риск образования дугового пробоя. Что опасно для всей системы электроснабжения дома.
  • Требует наличие мощного электрического ввода в дом, отдельной ветки питания и обязательно до УЗО (Устройства защитного отключения).

Производителем котла регламентируется максимальный допустимый объем теплоносителя в системе. Примерное соотношение – 10 литров на каждый кВт мощности. Этого легко добиться, если отопление проектируется с нуля. Однако включение котла в существующую конструкцию, например, с чугунными радиаторами имеющих большой объем секций, приведет к существенному снижению эффективности котла или его некорректной работе.

Проводимость раствора повышается вместе с его температурой, потому указываемая номинальная мощность достигается только при 70°С или 90°С.

Особенности электродных котлов [ править | править код]

  • Так как теплоноситель является элементом электрической цепи, то в электродных котлах отсутствует проблема «сухого хода», или, другими словами, если из системы отопления по какой-либо причине вытекает (выкипает) теплоноситель, то электрическая цепь размыкается и котел отключается, тем самым не вызывая аварийных ситуаций.
  • Мощность электродных котлов напрямую зависит от температуры теплоносителя — чем ниже температура воды в системе, тем мощность ниже. Номинальный режим нагрева котел обеспечивает в районе какой-то одной фиксированной температуры.
  • Электродные котлы менее инертны, что позволяет эффективнее применять управляющую автоматику.
  • Малые габариты и низкая стоимость.
  • Электродные котлы требовательны к качеству теплоносителя.

Электродные котлы

У этих устройств, между корпусом (катодом) и внутренним элементом (анодом) есть проводник-теплоноситель (электролит). При включении котла в электросеть, ионы электролита начинают перемещаться между катодом и анодом. Частицы 50 раз в секунду меняют направление движения, в результате чего теплоноситель быстро нагревается. При правильном составе электролита котёл работает с высоким КПД.

Включить такой прибор в контур отопления можно самостоятельно. Но подключать его к сети может только квалифицированный специалист. Не смотря на то, что устройство можно врезать в контур отопления в самых стеснённых условиях, его сложно назвать компактным – для монтажа циркуляционного насоса, блока управления, расширительного бака, защитных и контрольных приборов, надо много места. Есть ограничения по протяжённости системы; нельзя использовать в контуре ГВС.

7. Котерм модели «Дачник М» – за 8 990 и 10 999 рублей

Электродные котлы

«Дачник М» – прибор проточного типа с 2-мя или 4-мя патрубками. Предназначен для работы в замкнутых контурах СО с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.В числе преимуществ – размеры устройства и заявленная эффективность работы.

Вся работающая система отопления с электродным котлом всегда находится под напряжением. Поэтому пластиковые трубы обвязки и диэлектрические экраны на стальных или чугунных радиаторах обязательны. Дополняет список минусов требовательность такого котла к составу теплоносителя.

Этот котел весьма компактный. На следующей фотографии вы можете увидеть, как выглядит теплоузел с этим котлом:

Читайте также:  Вихревой теплогенератор – новое слово в вопросе обогрева

Обратите внимание: контакты для заземления и нуля, которые расположены рядом на корпусе устройства, нельзя объединять. Потому что при правильно собранном наполнении электромонтажного щита, УЗО или дифавтомат сработают в момент включения «Дачника».

Технические характеристики линейки «Дачник М»
Характеристика Значение
Серийные варианты мощности, кВт 3.5, 5
Температура теплоносителя на выходе, 0С 10 — 55
Рекомендованный теплоноситель Оригинальный водный раствор определённой электропроводности
Габариты (ДхШхГ), мм 250х130х130
Базовая комплектация Блок управления, терморегулятор, кабель
Электродные котлы

Видеоотзыв владельца о котле «Дачник М»:

8. Галан – от 3 900 до 13 200 рублей

Электродные котлы Галан представлены одно- и трёхфазными моделями. Подходят только для замкнутой системы отопления в качестве основного или вспомогательного источника тепла.

Высокая скорость нагрева теплоносителя и незначительные габариты отличают ремонтопригодные котлы Галан от существующих, аналогичных по мощности, вариантов отопительного наблюдение за состоянием теплоносителя, низкий уровень безопасности, невозможность полноценно интегрировать системы «умного дома» – никак не способствуют формированию комфортного уровня эксплуатации.

Производитель утверждает, что при соблюдении рекомендованного уклона труб обвязки и отапливаемой площади до 50 м², можно обойтись без установки циркуляционного насоса. Хотя на практике, подключить насос намного проще, чем проектировать самотёчную СО.

Электродные котлы
Технические характеристики линейки Галан
Характеристика Значение
Серийные варианты мощности, кВт 2, 3, 5, 6, 9, 15, 25, 36, 50
Температура теплоносителя на выходе, 0С 10 — 55
Рекомендованный теплоноситель Оригинальная низкозамерзающая жидкость, чистая вода с удельным сопротивлением 3-3.2 кОм
Длина, мм 315 — 570
Базовая комплектация Двухканальный терморегулятор Галан «Навигатор»

Видеоотчёт об использовании котла Галан в СО частного дома:

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

Простая регулировка мощности электрического отопления

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

Простая регулировка мощности электрического отопления
  • по отдельности 2квт – 3квт – 4квт
  • вместе 2квт+3квт+4квт
  • раздельно 2квт+3квт
  • раздельно 2квт+4квт
  • раздельно 3квт+4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

Простая регулировка мощности электрического отопления

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики. Зачем нужен предельный термостат

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Как говорилось выше, наиболее подходящий прибор для гидрополов — электрокотёл. Он работает автономно, и его не нужно контролировать.

При подборе электрокотла для тёплого водяного пола, лучше уделять внимание тем моделям, в документах к которым прописана допустимость их монтажа в напольных отопительных системах. Иначе, потребуется переоборудование и установка дополнительных компонентов.

Выбирать электрокотёл нужно по следующим показателям:

  1. Мощность, которая необходима для отапливания вашего дома. Она зависит от размера помещения, толщины стяжечного слоя и отделочного изделия.
  2. Тип монтажа — установка на стене или на полу. Выбор зависит от наличия места, и веса аппарата. Мощные электрокотлы тяжёлые, размещать их на стену не рекомендуется.
  3. Число контуров — для гидрополов подходят одно или двухконтурные модели.
  4. Система безопасности и регулировки — её присутствие существенно облегчит процесс регулировки и контроля за устройством.

Прежде чем подбирать аппарат, необходимо ознакомиться со сведениями о производителе. Нужно отдавать предпочтение проверенным компаниям, дающим гарантию на свою продукцию.

Для снижения расходов на энергию при сооружении тёплых полов от электрокотла, рекомендовано устанавливать автоматику через специальный датчик, который монтируется на расстоянии 20 см от поверхности.

Он поможет держать температуру в комнате на заданном комфортном уровне, даже при понижении потребления энерго ресурса. Альтернативный вариант — gsm-термометр, он контролирует температуру жидкости, поддерживает её на нужном уровне при отсутствии людей в доме.

Читайте также:  Зачем нужен термостатический клапан для твердотопливных котлов

Индукционный электрический котел для частного дома

Сразу отметим его высокую на первый взгляд стоимость, которая через непродолжительное время окупается за счет экономии электроэнергии. Кпд такого устройства составляет 99%. Это позволяет использовать его более эффективно в системе горячего водоснабжения с подключением системы теплых полов. Производители дают гарантию на его надежную эксплуатацию до 30 лет.

Принцип работы

Метод основан на явлении магнитной индукции, создающей прямой и бесконтактный нагрев сердечника индуктора (катушки) от электросети промышленной частоты индивидуальными источниками питания — генераторами и преобразователями.

Простейшим индуктором с косвенным нагревом выступает изолированный проводник в виде спирали, расположенной, как правило, вокруг металлического (обычно медного) сердечника. Протекание по катушке электротока индуцирует в сердечнике вихревые замкнутые токи, которые проходят по закороченному тоководу металла сердечника с высокой проводимостью, вызывая его нагрев, непосредственно передаваемый теплоносителю.

Холодная вода заходит в нижний патрубок, проходит вокруг катушки к нагреваемому токами сердечнику, забирая от него тепло. Нагретая жидкость через верхний выходной штуцер поступает в систему горячего водоснабжения.

Состав

В комплектацию индукционного котла отопления также входит циркуляционный насос, блок безопасности, схема управления.

Индукционные конструкции для повышения мощности могут объединяться и состоять из нескольких стандартных последовательно подключенных устройств.

Таким образом, чтобы выбрать электрический котел для частного дома следует учесть:

  • площадь обогреваемых помещений, которая потребует порядка 10 квт мощности на 100 квадратных метров площади при средней высоте этажа и хорошей тепловой изоляции комнат;
  • конструкцию электрического котла;
  • материальные затраты и стоимость профилактических и ремонтных работ;
  • срок монтажа оборудования;
  • предоставляемые гарантии.

Из опыта эксплуатации замечено, что владельцы многоэтажных коттеджей предпочитают устанавливать современные индукционные котлы, а проживающие в хрущовках жильцы часто пользуются электродными конструкциями. Электрические котлы на ТЭНах в комбинации с обогревом на твердом топливе чаще используют дачники и сельские жители для отопления частного дома.

Статьи по теме:

  • Твердотопливные котлы длительного горения — пиролизные и пеллетные

    Сегодня поговорим о твердотопливных котлах длительного горения, пиролизных и пеллетных котлах, попробуем разобраться, так ли они хороши. Что это…

  • Ремонт конденсатосборника газового котла

    В статье представлена информация о причинах неисправности, способах определения поломки и ремонт трубки с конденсатосборником турбированного…

  • Требования к помещению для установки газового котла в частном доме

    Требования, предъявляемые к помещению, в котором будет установлен газовый котел. Какой должна быть котельная? Вопросы высоты потолка, объема…

  • Типы розжига в газовых котлах

    Какие варианты розжига предусмотрены в современном котельном оборудовании? Подробное рассмотрение пьезорозжига и электророзжига. Какой вариант более…

  • Котел на отработанном масле: эффективное решение для отопления теплицы, гаража

    Часто возникает вопрос, чем обогреть теплицу, гараж или другие хозяйственные постройки. Если нет возможности, подключится к городской котельной, то…

Как устроен электродный котел отопления?

Простота принципа работы такого котла предопределяет и весьма несложное устройство самого нагревательного прибора. Несмотря на достаточно широкое разнообразие представленных в наше время в продаже моделей, практически все они и внешне схожи между собой, и имеют примерно одинаковую компоновку.

Разница лишь – в некоторых нюансах внешнего исполнения в различных производителей, и в особенностях управляющей аппаратуры (которая, по сути, чаще всего уже котлом не является и приобретается отдельно).

Как устроен электродный котел отопления?

Электронные котлы могут быть предназначены для работы от сети переменного тока 220 В, или от трехфазной – 380 В. Это предопределяет некоторое различие в их конструкции.

Рассмотрим для начала, как устроен однофазный котел.

Он представляет собой металлический корпус цилиндрической формы (поз. 1). Этот отдел служит не только для обеспечения протока теплоносителя – металлические стенки корпуса играют роль одного из электродов. Для этого на корпусе предусматривается клемма подключения «нулевого» провода (поз. 2). На рисунке показано упрощённо, но часто эта клемма расположена скрыто, так как убрана в коммутационный блок котла.

Как устроен электродный котел отопления?

Цилиндрическая часть корпуса с одной стороны заканчивается патрубком для подключения к трубе подачи отопительного контура (поз. 3) – именно отсюда в систему будет поступать разогретый в котле теплоноситель (показано розовой стрелкой). Подача же теплоносителя осуществляется через другой патрубок, расположенный перпендикулярно оси главного цилиндра (поз. 4 и голубая стрелка соответственно).

Ровно по центру главного рабочего цилиндра размещен второй электрод (поз. 5). Естественно, должен соблюдаться необходимый зазор между ним и стенками – именно в этом промежутке и будет происходить быстрый нагрев теплоносителя. С этой стороны рабочий цилиндр заглушен – здесь размещён блок коммутации, включающий и клемму для подсоединен ия фазного провода. (поз. 6).

На рисунке, просто для наглядности, показан своеобразный «макет», котел самодельного изготовления. Естественно, в моделях заводской сборки все это выглядит более аккуратным.

Как устроен электродный котел отопления?

Отличия в трехфазных моделях, по сути, только в конструкции электродов, и в связанном с этим увеличением габаритов всего изделия.

На корпусе котла все равно предусмотрено клеммное подключение, оно предназначено для коммутации провода нуля и заземления. А внутри рабочего цилиндра расположены три электрода (по числу фаз), которые конструктивно размещены на общей диэлектрической колодке на равных расстояниях – по углам равностороннего треугольника.

Читайте также:  Как самостоятельно настроить газобаллонное оборудование 4-го поколения

Электроды являются заменяемой деталью котла – их, в случае выхода из строя, можно заменить на новые.

Как устроен электродный котел отопления?

Безусловно, в той области, где рабочий центральный цилиндр заглушен блоком коммутации, предусмотрена надежная гидро- и электротехническая изоляция. В заводских моделях, чтобы минимизировать вероятность получения обитателями квартиры электротравмы, корпус покрыт специальным изоляционным полиамидным составом.

Габариты электродных котлов могут сильно различаться – от миниатюрных нагревателей, которые обслуживают всего один или несколько радиаторов отопления, до мощных установок, способных обеспечить теплом крупное строение. Нередко такие котлы объединяют в своеобразные «батареи» с параллельным подключением, и запускают в работу одновременно или выборочно, по мере появления необходимости в поддержании большей или меньшей мощности обогрева.

По сути, у большинства моделей котлов на самом корпусе больше никаких управляющих или дополнительных устройств и нет. Все функции контроля и управления вынесены в отдельные модули различной степени сложности.

Как устроен электродный котел отопления?

Самый простой набор управляющего оборудования комплектуется термодатчиком, устанавливаемый на трубе подачи и контролирующий степень разогрева теплоносителя. Более точный системы уже имеют два датчика – на входе и выходе в котел. На пульте управления выставляется необходимый уровень нагрева, и автоматика будет подавать питание на электроды, исходя из текущих значений с учетом их гистерезиса (установленного диапазона).

Существуют и гораздо более сложные схемы контроля и управления – они являются «фишкой» некоторых производителей подобного оборудования. В основном они рассчитаны на поддержание комфортных условий при минимально возможных энергозатратах.

Как устроен электродный котел отопления?

Тэновые электрокотлы – традиционный выбор

Технология производства устройств данного образца прошла несколько этапов усовершенствования. Они максимально удобны, стоят недорого и прослужат в течение долгого периода времени. ТЭНовый агрегат характеризуется следующими преимуществами:

  • Нагревательная спираль быстро отдает тепло.
  • ТЭН можно заменить отдельно при его выходе со строя.
  • Высокая степень надежности и минимальный риск возникновения аварийных ситуаций.

Здание удается прогреть в течение 15 минут после запуска электрокотла.

Ионные (электродные) отопительные котлы

Такие устройства нагревают теплоноситель за счет подачи напряжения через электроды, в результате чего происходит ионизация молекул и их движение к проводнику с другой полярностью. В однофазной сети используется один электрод в виде стержня, в качестве второго выступает поверхность металлического цилиндра, при трехфазном напряжении – 3 электрода.

Размеры ионных котлов варьируются от совсем маленьких, способных нагреть только одну батарею, до объемных установок, рассчитанных на большой дом. Выпускаются как в корпусе, так и без него.

Ионные (электродные) отопительные котлы

Плюсы:

  • компактность. Прибор без корпуса занимает мало места;
  • скоростной разогрев теплоносителя;
  • низкая инертность, дающая возможность очень точной регулировки;
  • стойкость к перепадам напряжения;
  • высокий уровень безопасности – при отсутствии теплоносителя в котле он просто не может работать;
  • невысокая цена (без блока управления, насоса и расширительного бака).

Минусы:

Ионные (электродные) отопительные котлы
  • полная несовместимость с батареями из стали и чугуна;
  • требовательность к качеству циркулирующей жидкости, которая должна иметь сбалансированный состав. Рекомендуется не делать ее самостоятельно, а приобретать готовую;
  • необходимость проверки специалистом состояния теплоносителя перед новым отопительным сезоном;
  • особые требования к контуру заземления;
  • температура нагрева – не выше 75 °С;
  • необходимость замены электродов через определенные промежутки времени.

Процедуры установки

Для подвеса аппарата нужна монтажная планка, которая входит в комплект поставки: ее крепят к стене четырьмя дюбелями или анкерными болтами с обязательным выравниванием по горизонтали и вертикали. Если это напольный котел, то он устанавливается на специальную подставку.

Аппарат необходимо заземлить, осмотреть и убедиться, что он находится в правильном положении, давление воды в системе в норме, а также присоединены все коммуникации.

Электрические отопительные агрегаты должны подключаться проводом, сечение которого указано в документации на оборудование. Провода ведутся в специальных защитных коробах.

Варианты схем

Существуют различные схемы: схема подключения электрокотла с радиаторами отопления, схемы с возможностью монтажа каскада. Последний вариант применяется, если необходимо отапливать большие площади. Для работы аппаратов в каскаде клеммы управляющего агрегата соединяются с клеммами управляемого. Если системой установок руководит комнатный регулятор, то его управляющие контакты соединяются с клеммами ведущего оборудования.

Процедуры установки

Обвязка отопительного аппарата

Обвязка может проводиться по прямой и смесительной схеме. Прямая схема предполагает регулировку температур горелкой, смесительная – смесителем с сервоприводом. Обвязка проводится следующим образом. Устанавливается котельный коллектор, к котлу присоединяется труба необходимого диаметра.

На входе устанавливается трехходовый смесительный клапан, который будет регулировать температуру. На обратной линии устанавливается циркуляционный насос и монтируется блок контроля. После обвязки можно наполнять систему теплоносителем и провести испытание работы оборудования на правильность.

Не нужно недооценивать этот этап: в реальности он не так прост и незначителен, как может показаться. Нормальная обвязка позволяет использовать оборудование без системы автоматики, а это сильно уменьшает затраты. Поэтому она должна быть выполнена на профессиональном уровне и с учетом особенностей конструкции системы и котла.

Обвязку электрического котла должен делать специалист. Если все-таки ее приходится делать самостоятельно, то нужны уже собранные распределительные узлы. Общая схема реализации системы отопления в доме.