5 лучших ионных котлов: устройство, установка и обвязка

Главная / Электрокотлы

Назад

Опубликовано: 24.03.2020

Время на чтение: 5 мин

0

1757

Ионный котел используется в качестве источника отопления, на объектах, где наиболее рационально использовать электроэнергию.

Такие устройства обладают минимальным весом и компактными размерами, в связи, с чем их монтаж является простым и надежным. Для установки не требуется получать разрешительные документы от контролирующих ведомств. В том случае, когда необходимо обогреть большую площадь устанавливается не один ионный котел, а несколько аппаратов.

Данная схема позволяет не только обогревать дом, но и нагревать воду для бытового использования, через внешний бак-аккумулятор ГВС.

• 1 История появления ионных котлов
• 2 Достоинства и недостатки
• 3 Устройство и технические характеристики
• 4 Как подобрать ионный котел
• 5 Лучшие производители
• 6 Схема системы отопления под ионный котел 6.1 Общая схема подключения ионного котла
• 6.2 Нужно ли заземлять такие котлы

История появления ионных котлов

Первые ионные котлы отопления проточной модификации стали устанавливать на военных объектах для обогрева подводных лодок и кораблях ВМФ СССР. Технология была рассекречена в 90-х годах, после распада СССР.

Развитием этой конструкции котлов занималась российская . В 1994 году вышел первый серийный выпуск ионных котлов ГАЛАН.

За 20 лет модель успешно развивалась, менялись конструктивные характеристики и применяемые материалы. Создание автоматики «Крос», дало возможность устройству работать с водой любого качества, что существенно увеличило область использования ионных котлов.

«Крос» настраивается при первоначальном пуске, и далее стабильно работает, автоматически подстраиваясь под реальное качество теплоносителя, чем обеспечивает высокий КПД бытовых отопительных котлов.

В процессе работы не требуется ручное управления, поэтому на панели нет элементов регулировки, только индикаторы технического состояния.

Котел хорошо интегрируется с внешними климатическими блоками регулирования, с возможностью работать в системе «Умный дом» и DSM управления.

Конструктивные особенности

Используемый тепловой носитель нагревается в процессе движения разнонаправленно заряженных ионов между электродными контактами. Конструкция подобного нагревателя достаточно простая. В её состав входят: металлический стержень и полая стальная труба.

С двух сторон устройство герметично закрывается. К её бокам привариваются специальные патрубки. С помощью них обогреватель соединяется с отопительной системой.

На внутренний стержень крепится фазовый провод, а к поверхности корпуса – нулевой. Для питания мощных тепловых генераторов применяется трёхфазная сеть.

Котел Галан электродного (ионного) типа

Под воздействием переменного тока ионы, содержащиеся в составе теплового носителя, постоянно изменяют направление своего перемещения. Электролиз не осуществляется в полной мере. В процессе нагревания не происходит перенос вещества между двумя электродами.

Обогревательный прибор обладает следующими характерными особенностями:

• небольшим габаритным размером;
• простой конструкцией;
• лёгкостью установки;
• высоким уровнем КПД;
• продолжительным сроком эксплуатации;
• надёжностью работы – отсутствуют соприкасающиеся детали;
• невысокой стоимостью.

Достоинства

Электродные котлы отопления дают возможность регулировать микроклимат в помещении и экономить электрическую энергию. Если сравнивать их эффективность с эффективностью работы индукционных аппаратов и обогревателей, в состав которых входят ТЭНы, следует отметить преимущества электродной конструкции:

• нагревание воды, поступающей в котёл, осуществляется очень быстро;
• уровень КПД приближается к 100 %;
• длительный срок эксплуатации. Конструктивные особенности прибора являются причиной быстро меняющейся полярности. Ионы постоянно изменяют направление своего движения. Поэтому, несмотря на наличие постоянного контакта поверхности электродов с жидкостью, на них не происходит образование накипи;
• котел электрический электродный имеет небольшие габариты;
• его легко установить в любом помещении;
• присутствует автоматическое управление работой отопительного прибора;
• обогреватель обладает высоким уровнем пожарной безопасности. Если произойдёт разгерметизация системы, исключается риск поражения электрическим током. Устройство просто перестанет работать;
• отсутствуют посторонние шумы при работе отопительной системы;
• электродные электрокотлы для отопления частного дома не оказывают вредного воздействия на экологическую обстановку;
• при их работе не используются дымоходы;
• аппараты не боятся перепадов напряжения

Недостатки

Несмотря на высокие качественные показатели работы электродных отопительных систем, следует учитывать определённые недостатки:

• для качественного функционирования обогревателя требуется заранее подготовленная вода, которая обладает заданным удельным сопротивлением;
• в качестве теплового носителя нельзя применять дистиллированную воду, антифриз или масло;
• электрокотел электродный для отопления может эффективно работать лишь при непрерывной циркуляции жидкости. Если скорость движения понижается, возрастает вероятность закипания системы. При её повышении могут возникнуть трудности с запуском теплового агрегата;
• с течением времени вещество, из которого состоят электроды, растворяется в воде. Периодически их приходится заменять;
• отопительная система обязательно должна обладать заземляющим контуром;
• при увеличении температуры теплового носителя больше 75 градусов, резко возрастает потребление электрической энергии;
• в одноконтурных устройствах жидкость не может применяться для бытовых нужд.

Достоинства и недостатки

В технической литературе достаточно много противоречивой информации о работе ионных котлов. Тем не менее, достигнутые технологические параметры работы такой системы нагрева говорят о существенных преимуществах его по сравнению с аналогичными отопительными устройствами функционирующих на электроэнергии:

1. Самый высокий уровень эффективности КПД 90-98 %, выше чем у обычных ТЭновых конструкций.
2. Высокая скорость выхода ионных котлов отопления на рабочую мощность.
3. Малые габариты и вес, что упрощает обвязку ионного котла.
4. Нет необходимости обустройства дымовентиляционной системы в. обогреваемом помещении.
5. Отсутствует перегрев и утечки теплоносителя.
6. Перепады напряжения в сети, незначительно снижают мощность ионных котлов отопления, но при этом не останавливают процесс нагрева теплоносителя.
7. Можно размещать в отопительный контур с традиционным котлоагрегатом, работающим на любом топливе в качестве дополнительного источника отопления в ночное время или в часы максимума нагрузки.
8. Допускается каскадная установка нескольких ионных агрегатов со ступенчатой регулировкой мощности обогрева.
9. При правильной утилизации отработанного теплоносителя, ионные котлов — абсолютно не представляют угрозу окружающей среды.
10. Имеют низкую стоимость по сравнению с традиционными агрегатами.

Недостатки ионных котлоагрегатов:

1. Специфические параметры по качеству греющей среды.
2. Не все приборы отопления могут работать в паре с ионными электродными котлами. Специалисты рекомендуют использовать биметаллические либо алюминиевые батареи. Причем последние не должны содержать окислов, которые могут изменить химсостав электролита и внести разбалансировку в работу всей системы.
3. Высокое требование к электрозаземлению.
4. Ограничение по предельной температуре — до 70 С.
5. Электроды довольно скоро покрываются накипью и требуют периодической замены.
6. Недопустимо работать в контуре нагрева ГВС.

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:

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.

Устройство и технические характеристики

Данный способ мгновенного нагрева теплоносителя, не является какой-то современной разработкой он существует несколько десятков лет, поэтому сегодня модели выпускаются несколькими компаниями. Конструкции в основном, похожи и различаются только малозначительными деталями.

Это обычно — вертикально установленный цилиндр, с широкой нижней частью, где размещается электрокоммутационный блок. В конструкции расположены два патрубка для подающего и обратного теплоносителя.

Внутри устройства устанавливаются электроды. При работе в линии 220 В — один электрод по центру, а в линии 360 В — три изолированных электрода из специализированных сплавов, закрепленные защищенными полиамидными гайками.

Кроме того в конструкции расположены:

• управляющий блок;
• контроллер блока управления;
• защита от напряжения низкого качества;
• клеммы питания и заземления;
• резиновые прокладки для изоляции
• изоляционные.

Усредненные характеристики бытового ионного котлоагрегата:

• диаметр электродного котла – до 300-350 мм;
• длина – примерно 600 мм;
• вес одной установки от 10 до 12 кг;
• тепловая мощность от 2.0 до 55.0 кВт.

Непременной составляющей ионного котлоагрегата считается специальный теплоноситель, который в обязательном порядке должен отвечать условиям, обозначенным технической инструкцией завода-изготовителя.

Особенности конструкции

Электрокотел — это устройство, состоящее из нескольких основных элементов:

• бак с водой, которая поступает в него и выводится после получения определенной температуры;
• нагревательный элемент (существуют разные виды);

• термостат (датчик температуры и устройство регулировки);
• циркуляционный насос, обеспечивающий стабильное перемещение жидкости в системе.

Есть более простые модели, состоящие из обычного бака, двух патрубков для присоединения прямой и обратной линий отопления и патрубка для подпитки (подключение к водопроводу).
Есть более сложные устройства, способные выполнять программы и менять режим работы в соответствии с ними.

Наиболее распространены котлы, в которых использован ТЭН. Как правило, устанавливается несколько штук, чтобы можно было регулировать режим нагрева, включая поочередно один или несколько нагревателей.

Эти агрегаты считаются самыми малоэффективными, так как расход электроэнергии у них большой, а долговечность относительно малая.

Другим видом нагревательных элементов являются электроды. В воду просто опускаются металлические стержни, на которые подана фаза и ноль. Чаще всего на металлический корпус подают ноль, а фаза — на стержне, погруженном в воду внутри емкости.

Вода проводит электроэнергию, возникает разница потенциалов. Вода нагревается естественным способом выводится из бака. Такие котлы очень надежны и долговечны, но и у них электроды понемногу растворяются и требуют замены.

Самым новым видом является индукционный нагреватель. Он состоит из катушки с массивным диэлектрическим сердечником, который нагревается при подключении катушки к источнику электропитания. Эта конструкция обладает высоким КПД и является самым долговечным устройством из всех ныне существующих разновидностей.

Выбирая тот или иной агрегат, необходимо учесть режим его работы и степень нагрузки. Если она велика, модели с ТЭНами не подойдут. Лучшим вариантом станет индукционный котел, но он довольно дорогой.

Есть возможность изготовить самодельный индукционный нагреватель, который работает не хуже заводского и не требует слишком больших затрат на сборку.

Как подобрать ионный котел

Выбирают требуемый агрегат по мощности из условия, что 1 кВт тепловой мощности достаточно для нагрева площади 10 м2. К расчету нужно добавить еще приблизительно 20% для учета тепловых потерь объекта.

Кроме того перед выбором нужно уточнить какую функцию он будет нести в схеме теплоснабжения, как основной источник тепла или вспомогательный для поддержания температуры в ночное время или в период предельно низких температурах наружного воздуха.

Также потребуется учитывать режим электрической нагрузки 220В или 380 В, и возможность внутридомовой электрической сети несли нагрузку по такому котлу. Для выбора конкретной модели потребуется учитывать схему отопления, так, если в доме есть система «теплый пол» мощность котла выбирается на 30% больше.

Экономный электрокотел для отопления: миф или реальность

Некоторые производители как мантру повторяют, какие же электрические котлы отопления энергосберегающие они изготавливают. Выгоду сулят просто колоссальную, доходит до того, что КПД агрегатов достигает аж 400%. Невероятно, подумаете вы, такой выгодой грех не воспользоваться.

В чем обман? Все достаточно просто, есть законы физики, оспорить которые хоть и пытается множество ученых, но до сих пор безрезультатно. Один из законов – это закон сохранения энергии. Его лучше назвать принципом сохранения энергии, согласно которому энергия переходит из одного состояния в другое с полным сохранением своей величины.

Исходя из этого, можно сделать вывод, что даже якобы энергосберегающий электрокотел для отопления отдаст ровно столько энергии, сколько потребить, ни больше, ни меньше. Помимо этого когда в паспортах изделий пишут, что КПД агрегата составляет 98% или 95% – все это сущий бред. КПД любого нагревателя ровно 100%. О принципе работы электрокотлов мы рассказывали в прошлый раз.

Получается, что никаких экономных электрокотлов для отопления быть не может априори. Может только отличаться метод преобразования электрической энергии в тепловую и скорость этого процесса. Перечень вопросов, которые нужно задавать, когда вам предлагают купить самый экономичный электрокотел для отопления:

• найдены ли в законе сохранения энергии ошибки;
• опровергнута ли теорема Нётера;
• разгадана ли загадка Николы Тесла;
• получил ли разработчик «Нобелевскую премию».

Как все происходит на практике? Все электрические котлы отопления расход электроэнергии имеют абсолютно одинаковый. Чтобы нагреть литр теплоносителя на один градус котел тратит 0,001 кВт энергии. Аппарат работает как посредник. Он берет энергию от сети и преобразовывает ее в тепловую, нагревая воду. Каким образом он это делает, значения не имеет. Все равно отдаст он ровно столько, сколько взял, себе не оставит ничего. Даже та небольшая часть, которая нагревает не теплоноситель, а корпус, все равно в итоге передается воздуху. Зачем же тогда придумали термин экономичный электрический котел для отопления частного дома?

Маркетинг и еще раз маркетинг. Если будет стоять выбор между простым агрегатом и экономным электрическим котлом отопления, какому вы отдадите предпочтение? Конечно же, второму. Учитывая тот факт, что это особенный аппарат, то, естественно, для его производства якобы были применены новейшие сверхсложные технологии. Они ведь очень дорогие и требуют больших трудозатрат. Немудрено, что экономичный электрический котел для отопления дома будет стоить дороже, зато потом какая выгода сулит их владельцам. Все это для того, чтобы увеличить продажи. Ох уж этот дикий капитализм, пришедший к нам с запада.

Накладывается на это всеобщая неграмотность и нежелание разбираться в сути дела. Наоборот, сказано, что это экономичный электрокотел для отопления дома, значит, так оно и есть, ведь никто не хочет признать даже самому себе, что его просто надули. Люди покупают их, а потом усиленно ищут выгоды при эксплуатации и находят. Интересно только на чем основываются их выводы, если, скорее всего, купленный экономным котел первый в их практике и сравним не с чем.

Потому не верьте рекламе, будьте скептичны и проверяйте все до мелочей. Если же производители действительно сделали такой прорыв, то почему же они молчат об этом? Пусть заявят на весь мир о своем открытии. Им за это сулит не только признание коллег по цеху, а значительное денежное вознаграждение в виде «Нобелевской премии».

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.

Основная информация

В связи с постоянным ростом цен на энергоносители, владельцы недвижимости все чаще задумываются о переходе на альтернативные источники обогрева. Если раньше многие даже не задумывались о том, чтобы подключить котел электрический в связи с ценой на этот ресурс, уже сегодня все чаще люди выбирают именно такое оборудование.

Кроме того, интересными считаются дизайн и простота в управлении. Агрегаты способны вписаться в любой интерьер, будь это квартира, загородный коттедж или дачный дом.

Не стоит забывать и о простоте установки. Ведь по факту для этого нужно только подключение к электрической сети. При этом если сравнивать с моделями, которые используют ТЭНы, экономия доходит до 30%.

Энергосберегающие электрокотлы также называются электродными или ионными. Некоторые разделяют их на виды, но в этом нет смысла, так как они обладают одинаковым принципом работы.

Нужно знать, что высоких показателей энергосбережения удается достигнуть не только из-за самого оборудования, но и за счет многих других факторов:

1. Уменьшенная инерция нагрева.
2. Плавный старт.
3. Автоматический контроль температурных режимов воздуха и теплоносителя.
4. Простая конструкция, при создании которой используются только современные материалы.
5. Надежность.

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.

Теплоноситель

Электродные котлы чувствительны к составу теплоносителя. В соответствии с требованием производителей, использоваться должна исключительно дистиллированная вода, в которую добавляют поваренную соль, примерно 80-100 грамм на каждые 100 литров. Сложность заключается в том, что конечная плотность и проводимость раствора должна быть в строгом соответствии с требованиями производителя. Выверить точное количество соли невозможно, и она может давать различные результат в зависимости от своего состава.
Конечная подготовка раствора выполняется по месту, ориентируясь по фактическим значениям тока в электронном котле. В инструкции к устройству представлена таблица требуемых значений в зависимости от мощности котла, объёма теплоносителя и т.д. Добавлением дистиллированной воды или соли сопротивление теплоносителя доводится до идеала.

В качестве антифриза используются только предоставленные производителем котла составы. При их использовании изменяется и пропорции соли в растворе.

Есть обязательное требование перед использованием электронного котла в существующем отоплении в параллель с другим котлом. Вся система промывается, очищается от накипи и отложений соли, способных впоследствии изменить проводимость теплоносителя.