Как устроен электрический электродный котел, принцип работы, правила установки и подключения

Правила и особенности установки

Для установки электрического котла отопления своими руками необходимо тщательно изучить инструкцию, которая прилагается к изделию. Монтаж предусматривает несколько этапов:

• подготовка места установки и монтаж креплений. Поверхность, на которой устанавливается теплосиловой агрегат, необходимо отделать огнеупорной панелью. Для предотвращения перекосов кронштейны подгоняют с помощью строительного нивелира;
• заземление. В целях электробезопасности в схеме установки электрического котлапредусматривается подсоединение силового устройства к заземляющей шине. Применяется медный провод сечением от 4 мм. Проводник подключается к нулевой клемме в нижней части корпуса;
• устанавливают циркуляционный насос и расширительный бак, если они не предусмотрены в конструкции котла отопления.

При пусконаладочных работах особое внимание уделяется таким моментам, как герметичность всей системы и удаление лишнего воздуха. Далее оборудование тестируется на различных рабочих режимах

Монтаж и эксплуатация

При установке электродного котла основным условием является наличие работающих автоматических воздухоотводчиков, манометра и предохранительного клапана. Запорная арматура должна находиться около расширительного бака.

При установке необходимо проследить, чтобы бак был в вертикальном положении. При этом первые 1,2 м трубы должны быть из металла, остальные же могут быть сделаны из любого материала.

Датчики климатического контроля и терморегуляционной системы лучше всего не устанавливать самостоятельно, а доверить эту работу специалистам.

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

Сложности при эксплуатации

Фирменный теплоноситель производителя Галан. На момент написания статьи стоимость такой канистры порядка 2 200 руб.

1. Грамотная эксплуатация согласно требованиям подразумевает использование качественного теплоносителя со сбалансированным химическим составом и всеми качествами электролита. Производители рекомендуют использовать специально подготовленные для этих целей жидкости, обладающие хорошей ионизацией, достаточной теплоемкостью и антикоррозийными свойствами.Залить в систему отопления обычную водопроводную воду возможно, но обычно это приводит к снижению КПД, быстрой коррозии всех металлических магистралей отопительной системы. Кроме того, со временем любой теплоноситель теряет свои свойства и требует замены спустя 3-4 года, что также вызывает дополнительные хлопоты и расходы.
2. Как мы уже упоминали, воздействие электрического тока на черные металлы и нержавеющую сталь существенно ускоряет процесс коррозии, что снижает ресурс системы отопления. Поэтому в связке с электродными котлами в принципе не рекомендуется установка стальных или чугунных радиаторов – только алюминиевые или биметаллические. В противном случае ресурс радиаторов снижается в прямом смысле в несколько раз.
3. Фазы электрической сети подключаются к электродам, а ноль – к корпусу электрокотла, поэтому обязательно требуется надежное повсеместное заземление и установкой УЗО ограничиваться не рекомендуется. При некачественном заземлении на трубах и батареях может появиться опасный потенциал. Кроме того необходимо убедиться в качестве проводки в доме, поскольку оборудование высокой мощности создает серьезную нагрузку на электросеть, вызывает колебания напряжения. Впрочем, это не особенность ионных электрокотлов, а в целом любого электрооборудования мощностью от 4-6 кВт.

Лучшие производители

Благодаря своим преимуществам ионные котлы остаются весьма востребованными источниками теплоснабжения на российском рынке.

Их выпускают ряд отечественных заводов, также имеются модели западных производителей.

Общий обзор самых востребованных брендов:

1. “Галан”, котлоагрегат московской фирмы. Фирма производит несколько базовых моделей в сети 220 В: ” Очаг”, ” Турбо” и ” Гейзер”, а сети 380 В – ” Вулкан”. К устройствам потребуется купить основной блок управления ” Навигатор”, защитный автомат “ABB”, терморегулятор “BeeRT”, управляющий производительностью циркуляционного электронасоса.
2. Электродные ионные котлы Берил, российского производителя, выпускаются в 2-х типоразмерах для сети 220/380 В и соответственно мощностью 9/33 кВт. Имеет верхнюю установку блока включения к электросети, что упрощает монтаж и техобслуживание. К нему необходимо дополнительно приобрести блок ЦСУ “Евро”, который позволяет выполнять ступенчатое управление мощностью подогрева теплоносителя, через каждые 200 Вт.
3. Котлы электродные марки ЭОУ отечественного производителя, с диапазоном мощности от 2 до 120 кВт, в сети 220/380 В.
4. “Форсаж” украинского производителя, оборудованы специальным защитным кожухом, повышающим безопасную эксплуатацию, имеющий дизайнерский внешний вид. Представлена 5-ю модификациями для сети 220 В, мощностью от 3.0 до 20 кВт, которые комплектуются блоком управления ЭЦРТ.
5. STAFOR, латвийского производителя, соответствует требованиям ЕС. Конструкция обладает рядом инновационных решений, в том числе — использует “клетку Фарадея” с распределением предохранительного и рабочего нуля. С ним совместно возможно купить фирменный теплоноситель о и специализированную присадку STATERM POWER, позволяющую вовремя вносить поправки в химсостав электролита для регулирования эффективности работы котла.

Устройство

Конструктивно электродный котел является цельнометаллической трубой с полиамидным изолирующим напылением. На корпусе находятся клеммы питания и ввод-вывод теплоносителя (воды или иной жидкости). С одного конца цилиндра в котел вставляются электроды, а другая имеет вывод в систему отопления.

На картинке:

• 1 — труба подачи горячего теплоносителя во внешнюю систему;
• 2 — корпус из стали;
• 3 — слой электроизолирующего материала;
• 4 — нагревающийся под действием тока теплоноситель;
• 5 — электродный блок;
• 6 — труба ввода холодной жидкости для последующего нагрева;
• 7 — изоляция и уплотнитель;
• 8 — вход питания.

В состав также обычно входит электронный блок управления. На рынке представлены образцы готовых блоков автоматики для заводских котлов, можно их адаптировать и к самодельному «водогрею».

Название «электродные» эти котлы получили именно благодаря двум расположенным внутри электродам — аноду и катоду. «Минус» заводится на катод, а «плюс» — на анод. Когда на электроды подается ток, теплонесущая среда нагревается и поступает во внешние системы. Электрический заряд проходит непосредственно через жидкость, благодаря чему она быстро становится горячей.

В промышленных котлах обычно используют следующую схему устройства:

• цилиндрический корпус с круглым электродом внутри;
• на этот электрод подключается «ноль»;
• вторым контактом служит сам корпус — на него заводится фаза.

Корпус при такой схеме непременно заземляют, для чего размещают на нем контакт «земли». В самодельных образцах тоже придерживаются такой методики изготовления электродных котлов.

Средние параметры заводских изделий:

• длина трубы — до 60 сантиметров, диаметр — до 32 сантиметров;
• мощность — от 2 до 50 кВт. Самые мощные отапливают помещения до 1500 кв. м.;
• используемый ток — трех- или однофазный. На последнем работают сравнительно маломощные приборы домашнего назначения, а трехфазный ток питает производительные высокомощные котлы в коммерческих зданиях, цехах и промышленных объектах;
• идеальная температура рабочей жидкости — 75 градусов. На этом уровне устанавливается оптимальное энергопотребление. При более высокой температуре котел потребляет слишком много тока, а при низкой — падает, поскольку по мере охлаждения снижается и теплопроводность носителя.

Котлы разделяются по способу подачи воды или иной жидкости:

• открытые — движение рабочего тела осуществляется естественным путем: она выходит из теплогенератора, передает тепло среде и возвращается обратно;
• закрытые — снабжены расширительным насосом и баком. Насос обеспечивает циркуляцию, а бак служит для начального прогрева теплоносителя.

Выбор места и правила

Установка электрокотла возможна только на стене, отделанной невозгораемым материалом и лучше в нежилом помещении, хотя неплохо подойдет и кухня. Нужно предусмотреть и возможность утечки воды: если такое место находится рядом с котлом, то это создает опасность замыкания и возгорания.

Знать для безопасности

Согласно установленным нормам от электрического котла до стен должно быть расстояние не менее 5 см. свободное пространство перед ним предусматривается в 70 см, сверху – не менее 80 см, снизу – не менее 50 см.

Если котел потребляет не больше 3,5 кВт, то может быть подключен к обычной электрической розетке. Котлы мощностью 3,5-7 кВт подключаются непосредственно к щитку выделенным кабелем. Для них допустимо питание от 220 В.

Отдельный кабель — не каприз производителя: инструкция по безопасности ограничивает максимальный ток на розетке 16 А. Но котлы с электрической мощностью от 7 кВт питаются только от 380 В.

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.

Схема системы отопления под ионный котел

Включение ионного нагревательного элемента должен производить специальный монтажный электротехнический персонал с группой допуска, поскольку это вызвано требованиями электробезопасности оборудования.

Для проведения пусконаладочных работ можно используют схему, представленную заводом-изготовителем.

Общая схема подключения ионного котла

Для монтажа потребуется:

1. Ионный котлоагрегат.
2. Шаровой запорный вентиль, для возможности закрытия теплоносителя в аварийной ситуации или смены греющей среды в системе.
3. Центробежный электрический насос для циркуляции теплоносителя в тепловой сети.
4. Фильтр для очистки теплоносителя от взвешенных веществ.
5. Дренажный вентиль для слива воды из системы, устанавливается на нижней точке обратного трубопровода.
6. Расширительный бак, для защиты от разрывов сети при температурном расширении теплоносителя.
7. Блок управления и защиты.
8. Воздухозаборник.

Для нормального функционирования ионного котла отопления, необходима вода строго определенного состава. Если котел будет устанавливаться в уже существующую тепловую сеть, перед первым запуском потребуется заменить теплоноситель и добавить особенный ингибитор. Сама вода обязана быть дистиллированной.

Нужно ли заземлять такие котлы

Производственные нормы эксплуатации ионного котлоагрегата требуют в обязательном порядке устанавливать систему заземление, соответствующей ПУЭ, по той причине, что в случае утечки токов данную систему с использованием УЗО защитить не возможно.

Заземляющий медный проводник обязан обладать диаметром от 4.0 до 6.0 мм, а сопротивление системы не может превышать 4 Ом. Подсоединение электропроводки производится к “0” клемме, размещенной в низшей части конструкции котла.

Заземляются все доступные электропроводящие детали котлоагрегата и тепловой сети, этим можно продлить срок службы источника отопления. Коррозионный износ заземляющей системы не может превышать 50 %.

Конструкцию системы заземления запрещено окрашивать и закрывать диэлектрическими покрытиями. Оборудованная согласно требованиям ПУЭ система обогрева является надежным и эффективным источником тепловой энергии.

Обслуживание системы отопления на электродном оборудовании

Электродные котлы – техническая разработка для обогрева дачи помещений с небольшой площадью. Особенность, которая отличает от аппарата, работающего на ТЭНе — невозможность поломки от перепада напряжения.

Во время эксплуатации прибора, работающего на пределе, внутри корпуса образуется высокая температура, давление, возникает циркуляция некачественного теплоносителя, устройство очень быстро изнашивается. В таких условиях происходит износ электродов, изоляторов, герметичность соединений придет в негодность.

Чистка прибора

• Чтобы провести обслуживание, нужно демонтировать устройство. Открутить резьбовое соединение на фланце, вытащить электрод.
• Оцените, насколько изношены электроды. Убедитесь, что изоляторы целые. На корпусе нет трещин. Если электроды изношены более чем на 40%, требуется замена оборудования.
• Проведите чистку поверхности электродов, держателей.
• Очистите внутреннюю часть корпуса.
• Можно собирать аппарат в обратном порядке.
• Проведите обезжиривание поверхностей, нанесите герметик. Понадобится высокотемпературная субстанция.

Набор для ремонта

Подготовка теплоносителя и запуск котла Галан

Для отопительных котлов Галан нужен специальный теплоноситель, с обычной водой они не работают, так как ее сопротивление недостаточно сильное. Чтобы повысить сопротивление в воду добавляют пищевую соль. На 100 л дистиллированной воды нужно 5-8 мг соли (край чайной ложки). Соль разбавляется в небольшом количестве воды и заливается в общий контур.

Затем включается циркуляционный насос, который перемешает теплоноситель до однородной структуры. Проверить правильность подготовки теплоносителя можно токовыми клещами. Показания должны совпадать с табличными значениями, указанными в паспорте котла. Если напряжение слишком высокой, нужно сделать воду менее соленой, если напряжения недостаточно – можно досолить. Не стоит торопиться с внесением изменений, так как система полностью стабилизируется только спустя трое суток.

Помимо соленой дистиллированной воды, в качестве теплоносителя можно использовать незамерзающую жидкость, которую выпускает производитель котлов Галан. Это специально разработанный теплоноситель, который не замерзает до -40 градусов.

Вопрос отопления стоит остро для любых построек и помещений. Для этих целей используется множество приспособлений, но все же неоспоримыми преимуществами обладают электрические котлы и системы. Электрический котел галан является отличным помощником в этом вопросе. Российская фирма «Галан» основана более 25 лет назад, и изначально выпускала только электродные нагреватели. Сейчас в ассортимент добавлены еще и ТЭНовые.

Принцип работы и особенности электродного котла

Электродный котел – безопасное устройство, которое не переходит в режим сухого хода без теплоносителя

В теплоносителе возникает сопротивление при прохождении через него электротока, за счет хаотического движения электронов от катода к аноду выделяется энергия и нагревается жидкость. Эффективность обогрева зависит от вида наполнителя в системе и его свойств. Теплоноситель выступает в качестве рабочего элемента электрической линии, поэтому нет риска перехода котла на сухой ход. Если из отопительной системы вытекает жидкость, цепь размыкается и агрегат перестает работать.

Установка характеризуется прямым действием, при этом не применяются дополнительные комплектующие элементы. Если на катодных и анодных элементах появляется накипь, снижается мощность ионного котла отопления, но компоненты, пропускающие ток, не разрушаются.

Устройство электрокотла

В самом общем случае устройство электрокотла выглядит так. Имеется стальная емкость с патрубками для подключения подающего и обратного трубопровода системы обогрева. В нее встроены разные по конструкции устройства для нагрева котловой воды – индукционные катушки, электроды или ТЭНы.

Источник фото: kit.byklimatkotlyelektricheskie

Они определяют стоимость котельного агрегата (в порядке убывания). В ряде случаев предусмотрены теплоизоляция частей оборудования, соприкасающихся с нагретой водой, встроенный циркуляционный насос для нее и другое. Обязательно есть элементы автоматики (отводчики воздуха, термисторы, манометры и т.д.), защит (от перегрева, утечки тока) и управления тепловой мощностью.

Особенности расположения обвязки котельного оборудования

• группа безопасности устанавливается за отопительным агрегатом, так как на этом отрезке контура при прекращении циркуляции наблюдается точка наивысшего давления рабочей среды;
• циркуляционный насос располагается перед котлом, в точке контура с минимальной температурой теплоносителя;
• расширительный бак устанавливается с выдержкой расстояния двукратного значения напора насоса, если располагается до него, в случае же размещения после – дистанция должна быть равна восьмикратному значению напора насоса.

В электрокотлах последнего поколения все элементы обвязки зачастую встроены в конструкцию.

О достоинствах

Электродный котёл РОМСТАР 2 смарт (комплект)

1. Главным достоинством ионных котлов является высокий КПД (до 98%), что объясняется относительной простотой работы прибора.
2. Небольшие размеры позволяют использовать их даже в малогабаритных домах.
3. У электродных котлов отсутствует «сухой ход». Жидкость является полноправным «участником» рабочего процесса, поэтому ее отсутствие не вызовет перегрев системы – только цепь разомкнется.
4. Перепады напряжения в этом случае не страшны – если оно снизится, то прибор не отключится, он просто заработает с меньшей мощностью.
5. Экономичность – еще одно достоинство электродных котлов.

6. Наконец, они быстро достигают заданной температуры и так же быстро остывают, что позволяет эффективнее использовать автоматическое управление.

Дополнительные функции

Электрический котёл можно применять, как нагреватель для воды. Это увеличивает расход электроэнергии и этот расход нужно закладывать при расчёте мощности прибора.

Если тарифы на энергию в ночное время ниже, имеет смысл установить рядом с котлом теплоаккумулятор (большой резервуар с водой).

Ночью электрокотёл будет отапливать дом и греть воду в баке, а в дневное время котёл можно будет выключить, так как согревать дом уже будет тёплая вода из бака.

Подведём итоги. Прежде чем покупать электрический котёл отопления, взвесьте возможности электросетей – на них теперь будет большая нагрузка и нужно будет провести отдельную проводку и установить в счётчике дополнительный автомат.

Определитесь, какой из приборов вам подходит: индукционный, ТЭНовый или электродный. При этом помните, что индукционный вариант ни чем не лучше и не хуже собратьев, кроме долговечности.

Теплоаккумулятор в системе отопления

Рассчитать мощность не составит труда, если дом хорошо утеплён.

Обратите внимание на комплектацию. Любое оснащение стоит денег, поэтому хорошо продумайте, какие функции вам на самом деле пригодятся, а на каких можно сэкономить

Определитесь с производителем. Почитайте независимые отзывы, и вы сможете найти для себя оптимальное соотношение цена/качество.