Котел электролизного типа что это
Электродный котел для отопления частного дома
Электрические котлы особенно актуальны в сельской местности и загородных домах, не имеющих доступа к газовым магистралям. Кроме того, при установке такого оборудования, не требуется согласование проекта установки с профильными службами, которое обходится недешево как с финансовой точки зрения, так и с психологической.
Электродный котел для отопления частного дома
Отличительными особенностями электрических котлов является компактность и простота установки. Обладая базовыми знаниями в области электротехники и минимальным набором инструмента, агрегат индукционного или электродного типа можно изготовить и установить самостоятельно.
В данном обзоре рассматриваются устройство, принцип работы и конструктивные особенности электродных тепловых установок, приводятся отзывы пользователей, на практике оценивших плюсы и недостатки данного оборудования. Отдельный раздел посвящен краткому описанию наиболее популярных моделей.
Что такое электродный котел
Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0 С происходит в течение нескольких минут.
Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.
Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.
Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н2О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.
Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.
Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.
Устройство и принцип работы электродного котла
Поскольку принцип работы установки не отличается особой сложностью, конструкция агрегатов предельно проста.
Электродный котел включает в себя:
В большинстве конструкций роль второго электрода играет корпус прибора1, подключенный к нулевому проводу через клемму 2.
Емкость с одной стороны герметично закрыта основанием 3, в котором закреплен центральный электрод 4. Подача напряжения на стержень осуществляется фазовым проводом через клемму 5.
Подача теплоносителя осуществляется через входной патрубок 6, расположенный в нижней части агрегата. Нагретый теплоноситель поступает в отопительную магистраль через выходной патрубок 7, обычно, расположенный в верхней крышке изделия. Для установки арматуры оба патрубка имеют резьбовые наконечники.
Внешний кожух 8, имеет специальную клемму 9 для подключения провода заземления и служит дополнительной защитой от поражения электрическим током. Кроме этого, форма и полиамидное покрытие кожуха могут обеспечить привлекательный внешний вид всей установки.
Для повышения эффективности работы отопительной системы, перед входным патрубком устанавливается циркуляционный насос, обеспечивающий интенсивное прохождение жидкости через рабочую полость устройства.
Если для достижения требуемого результата требуется мощность более 10 кВт, целесообразно использовать электродный котел подключаемый к трехфазной электросети.
Принцип работы трех электродного агрегата не отличается от принципа работы обычного котла, отличие заключается в числе стержней и их размещении. Каждый электрод соединяется с отдельной фазой через специальные клеммы в нижней части установки. Располагаются стержни в вершинах правильного равностороннего треугольника, вписанного в окружность рабочего цилиндра. Для заземления прибора используется клемма на корпусе.
Поскольку в процессе эксплуатации электроды могут разрушаться, конструкция установки предусматривает их оперативную замену. Для этого необходимо:
Преимуществом электродных установок является то, что при отсутствии в системе теплоносителя не происходит разрушения деталей котла.
Поскольку конструкция самого котла не предусматривает никаких контролирующих элементов, регулировка осуществляются с помощью внешних управляющих систем.
Простейший блок состоит из одного термодатчика, устанавливаемого перед входным патрубком и отключающим подачу электроэнергии по достижению заданной температуры. Более точная регулировка осуществляется с помощью двух термодатчиков, расположенных на входе и выходе.
Стоимость автоматической системы регулирования является наиболее весомой составляющей цены электродного котла, которая может изменяться в довольно широком диапазоне.
Плюсы и минусы электродных котлов для отопления
Несмотря на противоречивые отзывы владельцев, нельзя не отметить очевидные преимущества электродных установок:
Перечень преимуществ действительно весом, однако наряду с ними, следует отметить и некоторые объективные недостатки:
Тщательно проанализировав все недостатки агрегата, можно прийти к выводу, что все они связаны с качеством и химическими свойствами теплоносителя.
Обзор и цены на лучшие марки электродных котлов
В настоящее время наибольшей популярностью пользуются несколько производителей электродных нагревательных устройств.
Изделия отечественного производственного предприятия «Галан» пользуются спросом не только в РФ, но и на всей территории СНГ. Надежные и экономичные агрегаты «Гейзер», «Вулкан» и «Очаг» отличаются компактными габаритными размерами длительным сроком службы и привлекательным дизайном корпуса. Для отопления частного дома чаще всего используется модификация «Очаг – 6», имеющая следующие технические характеристики:
К достоинствам электродного котла относятся доступная стоимость, простота монтажа и технического обслуживания. Для эффективной долгосрочной работы желательно установить стабилизатор напряжения и использовать в качестве теплоносителя специальные жидкости.
Цена агрегата 4500 руб.
Украинская компания предлагает электродные котлы, корпус которых изготавливается из бесшовной стальной трубы с толщиной стенки 4–5 мм. Модельный ряд состоит из нагревателей мощностью от 2 до 12 кВт, работающих от бытовой электросети и трехфазных моделей мощностью до 125 кВт. Самым большим спросом пользуются приборы, вырабатывающие от 3 до 6 кВт. Технические характеристики:
В комплект поставки входят система управления и циркуляционный насос. Цена электродного котла – 7500 руб.
Изделия этого российского бренда автоматически учитывают состояние электролита в отопительном контуре и корректируют режим работы установки. Как и многие другие производители, компания выпускает приборы для однофазной электросети с номинальной мощностью от 2 до 10 кВт и для трехфазной сети, рассчитанные на 35 кВт. Отзывы покупателей электродных приборов свидетельствуют, что наиболее востребованной моделью является «Beril – 9», имеющая следующие технические характеристики:
Изделие легко монтируется в отопительный контур, а система управления обеспечивает возможность регулировки мощности в диапазоне от 2 до 9 кВт. Средняя цена агрегата – 8500 руб.
Protherm Скат 24 KR 13
Электродный котел зарекомендовал себя как безопасное, надежное и эффективное устройство. Мощность установки – 24 кВт, базовая комплектация предусматривает наличие расширительного бака объемом 7 л и циркуляционного насоса. К очевидным достоинствам котла относятся:
Минимальная цена агрегата составляет 43 тыс. руб.
Ниже приводятся отзывы владельцев электродных систем, на практике оценивших преимущества и недостатки таких систем.
Электродные котлы для отопления частного дома отзывы владельцев
Поскольку отзывы пользователей играют в выборе котла далеко не последнюю роль, вот некоторые из них.
Электродный котел своими руками чертежи
Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.
Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления.
Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.
Электродный котел отопления для частного дома
В современных системах отопления используются самые различные типы обогревательного оборудования. В их числе электродный котел, который отличается от классических устройств с ТЭН специфическим нагревателем и другими особенностями.
По отзывам специалистов, такие установки обладают повышенным показателем КПД, а также массой преимуществ, делающих их незаменимыми для частных домов.
В некоторых обстоятельствах при выборе оптимального источника энергии для обогрева помещения единственным вариантом становится электричество. Ведь в отдельных населенных пунктах отсутствует подключение к общей газовой магистрали, а проведение персональной линии стоит очень дорого.
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.
В отличие от других типов электрических котлов, электродные обладают массой преимуществ и при этом подвергаются разгромной критике. Чтобы составить адекватное представление о подобном оборудовании, нужно видеть грань между крайностями и реальностью.
Чтобы понять, в чем заключается принцип действия котла электрического (электродного), достаточно вспомнить самый незамысловатый способ нагрева воды со студенческих времен. Речь идет о нехитром приборе, который состоит из кабеля с электрической розеткой на одном конце, и двух бритвенных лезвий — на противоположном.
Между этими металлическими элементами выдерживается небольшое расстояние. Как только такое устройство оказывается в воде и на него начинает воздействовать 220-вольтная электрическая сеть, жидкость в емкости мгновенно нагревается. Процесс занимает совсем немного времени, ведь закипание происходит буквально за минуту.
Подобное явление объясняется простыми физическими законами: как известно, даже обычная вода (за исключением полностью очищенной), способна передавать электричество, так как находящиеся в ее составе элементы обладают разной полярностью. При взаимодействии с двумя электродами постоянного тока ионы начинают перемещаться к положительному проводнику и аноду. Сама реакция называется электролизом, поэтому обогревательные конструкции, работающие по этому принципу, часто носят название — электролизный котел отопления.
Однако электродный котел для отопления частного дома задействует не постоянное, а переменное напряжение с частотой 50 Гц. В результате, полярность электродов может меняться со скоростью 50 раз за секунду, а движение становится колебательным, а не направленным.
Для нагревания теплоносителя задействуется принцип расщепления молекул H 20. Таким образом происходит передвижение ионов с разным зарядом, что сопровождается выделением внушительного количества электрической энергии. В результате электроды подогревают жидкость без каких-либо дополнительных узлов и механизмов.
По мере нагревания теплоносителя начинается снижение электрического сопротивления проводника. Подобное явление повышает риск электродугового пробоя, и, чтобы не допустить его, специалисты рекомендуют разбавлять вещество поваренной солью. Что касается пропорций, то они должны указываться в документах, с которыми поставляется котел.
Электродный электрокотел для отопления — это хороший способ обеспечить помещение постоянным источником тепла и при этом сократить расходы на обслуживание недешевого оборудования. Значительным плюсом системы является не только комфортный микроклимат, но и минимальный расход энергетических ресурсов.
При этом электродным приборам свойственны и такие преимущества:
Несмотря на массу плюсов, электродный отопительный котел может иметь и недостатки.
В их числе:
Ну и если говорить о самых значительных минусах электрических котлов, то нельзя не упомянуть дороговизну источника энергии. Тем не менее, если в конкретной местности отсутствует свободный доступ к газовым или твердотопливным энергоресурсам, электродный вариант может стать самым актуальным.
Несмотря на некоторые минусы, электродные котлы — это действительно выгодное приобретение, которое оправдывает себя.
Их экономичность оправдывается следующими показателями:
Но чтобы устройство функционировало долго и бесперебойно, за ним нужно постоянно следить и ухаживать. В противном случае оно быстро выйдет из строя и перестанет справляться с базовыми задачами.
Не секрет, что заводские модели электродных котлов стоят недешево. Но не обязательно покупать их в гипермаркете, ведь, обладая простыми навыками и разбираясь в базовых электротехнических законах, можно самостоятельно изготовить продуктивную установку, которая будет обогревать крупное помещение, выдавая лучшие показатели КПД.
Перед тем как начать самостоятельный монтаж обогревательного оборудования, нужно определиться со способом подключения котла к источнику энергии. Зачастую специалисты используют такие варианты:
При выполнении монтажных работ нужно подготовить трубу из нержавейки, длина которой составляет 250 мм, а диаметр 8−10 сантиметров, сварочную установку, электроды, клеммы, изоляторы и металлический тройник, и муфту.
На подготовительном этапе нужно учесть несколько рабочих моментов, а именно:
Сам процесс изготовления электродного котла не требует больших усилий. Достаточно следовать за пошаговыми инструкциями и не отклоняться от первоначальной схемы.
Что касается вариантов планировки работы отопительной системы, то их есть два:
После подготовки схемы можно переходить к монтажу и заземлению котла для нейтрализации статистического электричества. Дальше нужно выбрать и установить радиаторы, а также приборы автоматизации.
В качестве основы для будущего котла используется стальная труба. Внутрь этой конструкции помещают блок с электродами, а на противоположной стороне размещают муфту. Ее задача заключается в соединении элементов с патрубком.
Между тройником и электродами устанавливают слой изоляции, который гарантирует тепловую защиту и максимальную герметичность. В качестве изолирующего материала может использоваться термостойкий пластик с резьбой на конце. С внешней стороны установки располагают винт — на нем фиксируется нулевая клемма и клемма заземления. Чтобы повысить надежность конструкции, лучше подсоединить еще один или два болта.
Чтобы придать самодельной конструкции минимальную эстетичную привлекательность, достаточно применить простую декоративную отделку, которая дополнительно будет служить в качестве электрозащиты. Более того, фасадное покрытие предотвратит любой нежелательный доступ к системе.
Можно с уверенностью заявить, что изготовить электродный котел своими руками вполне реально. И если следовать за пошаговым руководством, не отклоняясь от правильности выполнения действий, то задача будет решена в кратчайшие сроки.
Без сомнений, современные электродные отопительные котлы — это идеальное решение для обустройства отопительных систем в отдаленных регионах. Такие установки выдают высокую мощность и быстро прогревают внушительный объем воды. При этом они характеризуются небольшими размерами и не требуют дорогостоящего обслуживания.
При необходимости обогрева помещений с площадью от 500 квадратных метров можно рассмотреть вариант соединения нескольких котлов. Правильная планировка и выбор оптимальной схемы подключения — залог экономичного и качественного отопления в любом доме.
Электродный электрический котел для отопления дома
В отопительных системах жилых домов и квартир распространены системы на электродных котлах. По характеристикам это оборудование эффективнее стандартных ТЭНовых и быстрее прогревает теплоноситель, при этом стоимость его невелика. А энтузиасты могут собрать недорогой электродный котел своими руками.
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.
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:
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:
Котлы разделяются по способу подачи воды или иной жидкости:
Интересно: современные промышленные котлы не просто имеют продвинутую контрольную автоматику, но и нередко снабжаются системами удаленного управления и модулями связи GSM. Такой прибор можно контролировать через приложение, находясь в любой точке мира с доступом в интернет.
Принцип работы
Многим знакома схема простейшего кипятильника — два присоединенных к проводам лезвия безопасной бритвы. Такой сооруженный из подручных материалов «нагреватель» опасен, но все же способен быстро вскипятить, например, кружку воды. Он использует явление электролиза: вода содержит различные вещества и соли металлов, и, если на погруженные в воду контакты подать ток, заряженные частицы начнут движение от одного контакта к другому. В домовых электросетях РФ частота тока 50 Герц, следовательно, ионы станут менять направление 50 раз в секунду. Это и вызывает нагрев. Этот же принцип эксплуатирует и электродный котел для отопления.
На скорость достижения рабочей температуры влияет состав воды: чем больше в ней солей, тем ниже сопротивление и быстрее движение заряженных частиц. А закон Ома гласит, что при постоянном напряжении снижение сопротивления вызывает рост силы тока. Проводящие свойства воды хуже таковых у используемых в электротехнике металлов (алюминий, медь), поэтому с увеличением силы тока она активно нагревается. Благодаря этому КПД электродных котлов весьма велик: они преобразовывают в тепло значительную часть подаваемой на них энергии.
Мощность котла вычисляется по формуле P=UI, где P — мощность в ваттах, U — сетевое напряжение (220 В в однофазных сетях и 380 — в трехфазных), I — сила тока в амперах.
Плюсы и минусы ионных котлов
Важное преимущество электродного обогревателя — устойчивость к падениям напряжения. Ионизация будет выполняться даже при просадке до 180 В. Это весьма важно в местах с нестабильным электроснабжением.
Еще один плюс — компактность. Электродные котлы могут быть очень маленькими, пригодными даже для небольших жилищ.
Третье достоинство — безопасность. Она исходит из принципа работы: если вдруг вода/другой теплоноситель внезапно пропадут из системы, электродный электрический котел отопления просто перестанет работать, чего нельзя сказать о твердотопливных или газовых вариантах. Аварийные ситуации исключены — что исключает и внедрение в схему дорогостоящей контрольно-измерительной автоматики.
Кроме того, электродное оборудование лишено стандартной проблемы устройств на основе ТЭН — накипи. Благодаря этому у них большие сроки эксплуатации. И работает оно практически бесшумно, чего нельзя сказать, например, об индукционных вариантах.
Среди прочих преимуществ:
Но есть и некоторые минусы. Среди них:
Экономичность
Ионный котел имеет малую инерционность и во время запуска, и при поддержании заданной температуры. Нет промежуточных носителей — поступающее электричество сразу передается на жидкость. Процесс начинается мгновенно, в то время как классическому ТЭНу требуется до нескольких минут на достижение рабочей температуры. То же самое и с выключением: после прерывания подачи тока нагревание прекращается, энергия не расходуется вхолостую. Благодаря этому устройство значительно менее энергозатратно в сравнении с ТЭНовым котлом: отзывы приводят цифру до 30 % меньше потребления электроэнергии.
Важно: для достижения такого результата нужна специализированная контрольная автоматика.
Но со временем мощность способна снижаться. Это происходит по причинам:
Практика показывает, что примерно через 2.5–3 года работы эффективность обогревательной системы начинает падать. Обычно это связано с износом электродов или сбоями в управляющей автоматике, но иногда скорректировать мощность удается изменением состава теплонесущей смеси.
Котел своими руками
Если есть желание собрать обогревательный контур самостоятельно, можно сделать электродный котел из доступных в рознице компонентов, не покупая готовый. Ниже представлена простая схема такого устройства:
Мощность собранного по данному чертежу котла составит около 4 кВт.
Эта схема не требует серьезных сварочных работ. Но при наличии оборудования и навыков вместо резьбовых заглушек можно приварить металлические круги. Более сложные чертежи предлагают вывести теплоноситель вверх заменой заглушки на патрубок.
Внутренний электрод должен быть изолирован от корпуса. Это делается, например, готовыми фторопластовыми или самодельными стеклотекстолитовыми втулками.
Важно: нельзя делать котел из разных металлов. Это приведет к созданию гальванической пары, и один из электродов станет интенсивно покрываться накипью, что быстро снизит эффективность устройства.
Перед началом сборки следует спроектировать, какой станет будущая система — одноконтурной или двухконтурной. Последняя обеспечит не только теплом, но и горячей водой.
Как собрать
Когда подобраны необходимые инструменты и материалы, можно приступать к сборке. Общая инструкция:
Важно: пайка бытовым паяльником или паяльной лампой не подходит! Она не даст необходимой прочности, и собранный таким способом котел будет крайне ненадежен. Соединение металлических частей выполняется исключительно сваркой.
Когда сборка завершена, сварные швы проверяют на проницаемость. Сделать это простым наполнением емкости водой не получится, поскольку в работающем котле жидкость находится под давлением до 2–3 бар. Для проверки:
Если есть непроваренные места, на них появятся мыльные пузырьки. Такие швы повторно провариваются.
При прохождении теста котел можно размещать на месте и подключать к системе отопления. Примерная схема подсоединения:
Данная схема — не единственная. Можно внедрять электродный котел:
Запуск нагревателя
Когда сборка и монтаж завершены, самодельный электродный котел следует включить и вывести на рабочий режим. Для этого подсоединяются все патрубки, подключаются провода, и система заполняется водой. После этого она готова к настройке.
Вывод на заданную мощность обеспечивается корректировкой состава жидкости. Часто в качестве таковой берут обычную водопроводную воду, но это нежелательно: в ней содержатся приводящие к накипи на электродах вредные примеси. Поэтому лучше заполнять емкость дистиллированной водой.
Кроме нее понадобятся:
Электродный котел на 4 кВт требует силу тока 18 ампер. Следует:
После включения амперметр станет показывать меньше целевых 18 А. Чтобы добиться нужных характеристик, в теплоноситель полностью прогретого котла следует небольшими порциями заливать содовый раствор. При достижении 16–17 А доливку прекращают, чтобы не создать избыточную концентрацию.
Внимание: избыток соды/соли приведет к разрыву пластиковых труб или выбросу пара!
Правила установки электродных котлов
В монтаже следует придерживаться некоторых важных правил:
Индукционные котлы
Существует еще одна разновидность подогревателей — индукционные. В них также отсутствуют ТЭНы, но вместо погруженных в воду электродов нагрев выполняют образующиеся при подаче тока на катушку с медным сердечником вихревые токи. Но такие приборы дороги, сложны в обслуживании и эксплуатации. И ремонт вышедшей из строя катушки потребует серьезных затрат.
Заключение
Электродный котел — очень простое устройство, которое легко собрать даже в домашних условиях из подручных материалов и доступных в рознице компонентов. Из специальных навыков для этого нужна лишь сварка (и сварочный аппарат), но эти работы можно доверить специалистам. В остальном создание отопительной системы своими руками не должно составить никаких сложностей, главное — соблюдать инструкцию, следовать технологии и технике безопасности.
В продаже также присутствует множество образцов электродных котлов от разных производителей, способных удовлетворить любым нуждам и обогреть помещения от комнаты до крупного цеха. Они подойдут и небольшой квартире, и загородному дому, и крупному предприятию — главное, подобрать оптимальный по мощности котел. Считается, что на помещение в 20 кв. м и высотой потолков до 3 м достаточно сорокалитрового комплекса мощностью на 1 кВт. Зимой на его работу в комнате указанных размеров при среднем уйдет 8 кВт при среднем времени активности 8 часов в сутки.