Принцип работы ионного котла отопления, конструкция, преимущества и монтаж. Обзор ионных котлов — греем воду электротоком Что такое электродные котлы

Электрические котлы делятся на три группы: ТЕНовые, индукционные и электродные (ионные). В последних не используются традиционные нагревательные элементы, а источник энергии - ионы воды (теплоносителя), быстро перемещающиеся между анодом и катодом. Непосредственный разогрев жидкости - исключительное преимущество технологии, а положительные отзывы специалистов об электродных котлах стимулируют рост их популярности.

Плавное нарастание потребляемой мощности, снижающее нагрузку на электрическую сеть.
Ускоренный разогрев воды.
Бесшумность работы.
Гибкость регулировки параметров.
Увеличенные сроки эксплуатации.
Значительные площади обогрева.
Высокий КПД.
Безопасность при исчезновении теплоносителя из системы.

Принципы функционирования и конструктивные особенности

При прохождении переменного тока через воду, ее молекулы распадаются на положительные и отрицательные ионы, стремящиеся к электродам противоположной полярности. Перемещаясь между анодом и катодом, частицы преодолевают омическое сопротивление жидкости, разогревая ее. С ростом температуры снижается плотность раствора, а потребляемая котлом мощность плавно нарастает. В теплоносителе всегда должна присутствовать определенная концентрация солей, создающая нужную удельную плотность, иначе возникнет эффект дугового пробоя. Поэтому в мягкую воду следует добавлять некоторое количество поваренной соли. Так как котлы питаются переменным напряжением, не происходит явление электролиза, а в системе не образуется накипь.

Конструкция электродного котла проста. Его корпус - цельная стальная труба, покрытая изолирующим слоем полиамида. На внешней части находится входной и выводящий патрубок для жидкости, а также клеммы подключения фаз, нуля и заземления. Внутри котла вмонтирован один или несколько электродов, закрепленных полиамидными гайками. Классический электродный котел - это цилиндр, шириной около 32 см, высотой 60 см и весом примерно 12 кг. Самыми бюджетными являются промышленные системы, применяемые в помещениях, площадью до 120 м². Наибольшую производительность имеют трехфазные котлы, способные отопить объем до 1600 м³. Устройства мощностью 9 кВт уже требуют подключения к 3-х фазной сети.

Мнения владельцев

«Практически все отзывы об электрическом котле Галан Очаг 3 кВт указывали на его низкое энергопотребление, качественный блок управления и невысокую цену, поэтому установил его у себя в квартире (площадь 45 м²). Результатом доволен, но рекомендую использовать в комплекте с циркуляционным насосом для теплоносителя Grundfos 25-40».

Григорий Тучемский, Киев.

«На даче (220 м²) смонтировал котел Обрий-15. Понравились отзывы о качественных блоках управления. Установил оборудование с теплообменником. Вода стала нагреваться быстрее, а оплата за электроэнергию снизилась примерно на 45 %. Если включать только ночью (по льготному тарифу), то экономия станет ощутимей».

Николай Яреськин, Ростов-на-Дону.

«С женой решили модернизировать систему отопления и установили котел Луч. У нас 2 этажа (площадь 150 м²), поэтому остановился на мощности 15 кВт. Залил теплоноситель, добавил соли по инструкции и отзывам владельцев, проверил токовыми клещами. В морозы (– 25 ºС) устройство потребляло до 1300 кВт, а в остальное время - намного меньше. Правда, в некоторых комнатах мы приглушали радиаторы».

Федор Рыбников, Пенза.

«Заменил газовый Vissmann 12, который использовал пять лет, на котел Галан Гейзер-9. В суровые зимы я расходовал значительное количество газа, а положительные отзывы о котлах Галан на сайте компании обещали до 30 % экономии. Стены дома - 50 см, утеплены. Квадратура - 95 м², высота потолков на первом этаже 2,8 м, на втором - 2,5 м. Сам готовлю теплоноситель. Котел окупил все вложения за пол года. Средний расход в месяц - 1400 кВт».

Виктор Зелинский, Хмельницкий.

«Установил у себя в доме (площадь 60 м², потолки 2,7 м) котел ION-6, о работе которого нашел много хороших отзывов. Благодаря встроенному климат-контролю, он включается 4 раза в сутки примерно на 40 мин. В комнатах поддерживается +23 ºС (на улице -2 ºС). За месяц нагорает от 300 до 350 кВт. Очень доволен».

Михаил Шубин, Ярославль.

Критерии выбора и особенности применения

Качество работы отопления определяется компенсацией тепловых потерь помещения. При этом электродный котел должен вырабатывать достаточно жидкости необходимой температуры. Устройство интеллектуального управления, анализируя эффективность работы системы и зная коэффициент теплопередачи радиаторов, меняет режимы функционирования, регулируя нагрев теплоносителя. По отзывам и советам мастеров, выбирать котел следует, исходя из параметров:

Для обогрева 1 м³ объема резервируют не менее 30 Вт нагревательного оборудования.
Его мощность не может быть ниже суммарных тепловых показателей всех панелей (секций) радиаторов.
На 1 кВт надо предусматривать не более 12 л циркулирующей воды.

Специалисты знают, чем хорош котел отопления: он легко встраивается в уже готовые системы. Правда, перед этим надо выполнить ряд профилактических мероприятий: промыть каналы движения жидкости и обеспечить ее надежную фильтрацию.

Преимущества

Особенностью использования данного типа нагревателя является его компактность и возможность создания нескольких замкнутых отопительных систем в одном помещении. Преимущества использования ионных котлов отопления:

Габаритные размеры позволяют установить его в любом месте отопительной системы.
Высокий КПД (до 99%). Монтаж катода и анода непосредственно в системе отопления сводит потери энергии к минимуму.
Площадь обогрева 1 кВт потребляемой энергии составляет около 20 м.кв.
Малое время нагрева воды в системе. Благодаря низкой инертности запуска, вода в батареях прогреется до нужного уровня за короткое время.
Высокая степень защиты от перепада напряжения в сети. Так же котел не выйдет из строя при «холостой» работе – отсутствии воды в системе.

Благодаря вышеописанным преимуществам, ионные котлы отопления могут устанавливаться как в частных домах, так и в квартирах.

Монтажная схема

Подключение ионного нагревательного элемента не требует специальных монтажных навыков. Для проведения пуско-наладочных работ можно ориентироваться по самой простой схеме, представленной на рисунке:

Общая схема подключения ионного котла

Для монтажа потребуется:

Ионный котел. Для того, чтобы выбрать котел оптимальной мощности необходимо знать параметры обогреваемого помещения. Рассмотрим вариант 2-х комнатной квартиры (48 м.кв., высота потолков 2,6 м.) с хорошей теплоизоляцией. Рассчитаем общий объем помещения:

48*2,6=125 м³.

Потребляемая мощность для обогрева 1 м³ ионным котлом составляет 0,025 кВт., т.е. для комфортной температуры в квартире будет достаточно установить в систему отопления котел мощностью 3 кВт.

Шаровой вентиль необходим для перекрытия воды в случае непредвиденной поломки или замены воды в системе.
Циркуляционный насос обеспечивает движение воды в системе для равномерного распределения по теплоносителям.
Фильтрующий элемент препятствует попаданию в емкость котла загрязняющих элементов из (ржавчина, накипь.).
Для слива воды используют сливной кран, расположенный в самой низкой точке обратной трубы.
Расширительный бак необходим для компенсации расширения воды во время ее разогрева до нужной температуры.
Модуль автоматического включения котла произведет запуск системы согласно заданным параметрам.
Воздухозаборник.

Следует обратить внимание, что для нормального функционирования ионного котла отопления необходима вода строго определенной плотности. При монтаже в уже работающую до этого систему необходимо заменить всю жидкость, а в новую добавить специальный ингибитор. Вода должна быть дистиллированная.

Для первых 120 см соединения котла с системой применять стальные (но не оцинкованные) трубы.

И электродные. О последних и пойдёт речь в статье.

Электродный котёл

Характеристика

Электродный котёл (его ещё называют ионным или ионообменным) отличается от других агрегатов, работающих от сети, тем, что имеет открытый электрод , на который подаётся ток.

Относится к приборам отопления прямого нагрева, в которых тепло направляется прямо к энергоносителю. Это даёт возможность мгновенно увеличить мощность конструкции, потому что в процессе передачи тепла нет препятствий.

Нагрев осуществляется с помощью электродов , которые погружены в бак с жидкостью. Ток проводится через теплоноситель с частотой 50 Герц и создаёт барьер для электролиза . Поэтому внутренняя сторона котла остаётся избавленной от налёта накипи.

Нагревательный процесс жидкости происходит при помощи появляющегося сопротивления. Это происходит очень быстро. Таким образом, ёмкость (бак) может быть не большой по размерам, так как не требуется ждать нагрева жидкости элементом. Такие свойства конструкции данного котла позволяют сэкономить бюджет пользователя за счёт уменьшения энергозатрат в системе отопления.

Электродный отопительный котёл очень чувствителен к составу воды, обычная вода из водопровода не может применяться для работы агрегата.

Перед монтажом требуется провести специальную подготовку жидкости. Хорошо, если в наличии есть антифризы , которые порекомендовал производитель.

Также имеет ещё одну особенность, которая заключается в постепенном растворении электродов. Это естественный процесс, его ускорение и замедление зависит только от степени интенсивности использования системы отопления.

Преимущества и недостатки

Для начала стоит сказать, что электродные котлы целесообразно устанавливать лишь в тех местах, где надёжная проводка и стабильная сеть. Если происходит периодическое отключение электричества и сильные перепады напряжения, то монтировать электродные агрегаты не стоит, так как они не смогут нормально работать. Однако и в этом случае можно найти решение. Например, прикупить источник бесперебойного питания или дизельный генератор.

Он накапливает небольшое количество энергии, которых должно быть достаточно на пару часов функционирования котла в аварийной ситуации. Есть модели ИБП , которые корректируют напряжение с помощью встроенного стабилизатора.

Плюсы электродного котла отопления:

Безопасность для человеческого здоровья находится на высоком уровне. Ионные котлы для отопления выполнены таким образом, что утечка тока практически не возможна. Пожар исключён, поэтому конструкцию можно использовать для поддержания минимальной температуры без постоянного надзора человека.
Небольшие габариты и возможность монтажа в отопительную сеть, функционирующую на газовом топливе. Получается, что электродный котёл запускается после прекращения подачи газового топлива.
Быстрый нагрев теплоносителя , тихая работа, лёгкая замена элементов нагрева без замены целого устройства.
При желании можно устанавливать в жилых помещениях без монтажа дымохода и самой котельной.
Высокий коэффициент полезного действия , который достигает 96 % при функционировании, а при нагреве экономия электричества составляет 40 %. Плюс отсутствие грязи, пыли, дыма и копоти.

Электрический котёл электродный в среднем расходует на 40 % меньше электричества, чем другое устройство отопления от сети. Пользователи отмечают этот нюанс как самое важное достоинство агрегата.

Как и любая отопительная система, электрокотёл электродный имеет свои минусы.

К недостаткам данных агрегатов относят следующее пункты:

Немалая стоимость электроэнергии. Электричество стоит намного дороже, чем, к примеру, газ, но в то же время прекрасно подойдёт для обеспечения теплом дома, который находится далеко от населённого пункта и посещается время от времени.
Не универсальность. Ионный котел для отопления частного дома зачастую не совместим с некоторыми типами труб и батарей. Как пример, можно привести использование в отопительной системе радиаторов из чугуна, когда проблемы появляются по причине неровностей с внутренней стороны, а также большого объёма жидкости. Обычно один раздел батареи из чугуна рассчитан на 2,5 литра воды.
Проблемы с использованием . В таком случае желательно применять .
Требование ионнообменного электрокотла к постоянному сопротивлению теплоносителя. Его можно корректировать посредством добавления добавок, исключающих появление накипи.

Принцип работы и устройство

Устройство электродного котла

Работают электродные котлы для отопления частного дома по стандартным законам физики. Жидкость в агрегате нагревается не с помощью какого-либо элемента, а при помощи молекулярного распада воды на разнозаряжённые ионы. В ёмкость с теплоносителем монтируются два электрода , запускается подача электричества. Водные молекулы под воздействием тока с показателем частоты 50 Герц (число колебаний в минуту) делятся на положительно заряжённые и отрицательно заряжённые ионы. В момент процесса разделения и получается тепло. Каждый ион тянется со своим зарядом к конкретному электроду .

Нагрев воды получается очень быстрым, так как сопротивление теплоносителя высоко и процесс электролиза препятствует появлению накипи на стенках котла. Можно сделать вывод, что котёл электрический электродный – вечно функционирующий прибор.

Конструкция такого котла не сложная. Это агрегат небольших габаритов в форме трубы, постоянно врезающуюся в систему трубной развязки путём резьбового соединения с помощью американок. К тому же электроды присоединяются с одного конца прибора. Запуск жидкости-теплоносителя осуществляется через боковой патрубок, а выход — через незанятый торец.

Как сделать своими руками электродный котёл

Основное умение, которое вам понадобится, – это умение работать с варочным аппаратом. Основные детали для конструкции – это металлическая трубка и электрод.

Приступим. Чтобы сделать котёл электродный своими руками, потребуются следующие элементы:

Аппарат для сварки.
Труба в диаметре до 10 см и длине не более 25 см.
Электрод (можно взять небольшой стержень из металла диаметром около 11 мм).
Соответствующего размера тройник.
Соединительная муфта .
Изолятор для электрода и клемм (заземляющий, нулевой).

Начинаем процесс сборки:

На первом этапе с двух сторон требуется накрутить муфту с тройником и прочно затянуть изделия, чтобы протечки были исключены.
На втором этапе нужно погрузить электрод со стороны тройника в трубу, крепко установив его внутри при помощи изолятора из диэлектрика . Можно применить заглушку с биметаллического радиатора. Цель – сделать пространство между трубой и электродом . В заглушке требуется только сделать отверстие нужного диаметра, вставить туда стержень и прочно закрепить гайкой с внешней стороны.
Следующим этапом будет приваривание пары болтов на корпусе трубы (М8 или М10). Они необходимы для подключения нулевой клеммы и заземляющей. Оголённые точки подключения нужно тоже защитить, чтобы ограничить себя от удара током.
Четвёртым этапом будет установка котла, его обвязка. Размеры конструкции не большие, поэтому её можно спрятать под раковину.
Всё. Можно запускать теплоноситель для электродных котлов отопления и испытывать систему отопления.

Обзор производителей ионных котлов

На российском рынке популярными производителями электродных энергосберегающих котлов являются сразу несколько. Всё чаще желающие приобрести тепло и комфорт покупают электродные котлы Галан, ЭОУ, Инноватор и пр.

Рассмотрим подробнее некоторых производителей.

Электродные котлы Галан . Отзывы пользователей свидетельствуют о востребованности этой марки на рынке ионного отопительного оборудования. Галан – это московская компания, однако её поставки продукции осуществляются далеко за пределы России. Первые её патенты берут начало в 1990 году.

Модельный ряд электродных котлов Галан представлен различными наименованиями и тремя линейками. Также все отличаются мощностными характеристиками.

Можно выделить первую серию, Галан «Вулкан» , предназначенную для отопления домов, больших по площади, для многоквартирок и общественных зданий. Функционирует серия только от трёхфазной сети и представлена моделями мощностью 25, 36, 50 кВт.

Электродный котёл Галан Вулкан

Вторая серия Галан «Гейзер» является линейкой средних мощностных характеристик. В ней только два наименования, которые имеют мощности 9 и 15 кВт. Данные электродные котлы хорошо подойдут для множества средних по площади частных домов.

Третья серия представлена более компактными моделями мощностью от 2 до 6 кВт. Линейка под названием «Очаг» имеет серьёзные характеристики, несмотря на компактные габариты. С лёгкостью отопит небольшие по площади домики.

Электродные котлы Галан за всё своё существование практически не подвергались изменениям, они имеют надёжную и проверенную конструкцию. В то время как автоматика к агрегатам постоянно изменяется и дополняется в соответствии с пожеланиями пользователей.

Электродный котёл ЭОУ . Аббревиатура расшифровывается как «Энергосберегающая отопительная установка». Это российская компания, которая давно зарекомендовала себя и в других странах дальнего и ближнего зарубежья. Её продукция имеет международные сертификаты качества.

Электродный котёл ЭОУ

В модельном ряду ЭОУ две линейки. Первая из них рассчитана на однофазную сеть 220 В и представлена мощностями от 2 до 12 кВт, вторая функционирует при наличии трёхфазной сети 380 В, а разные наименования марок имеют индивидуальные мощности до 120 кВт. Можно заметить одинаковое решение во внешнем представлении агрегатов.

Компания ЭОУ отвечает за бесперебойную работу продукции в течение 30 лет и на первые десять лет даже даёт гарантию.

Электродный тороидальный котёл Инноватор . Упоминая эту компанию, говорят про тороидальный электродный котёл. Отзывы в сети свидетельствуют о высоком коэффициенте полезного действия (доходит до 99,9 %), а также о качестве продукции.

Электродный котёл Инноватор – это простая конструкция, небольшие размеры, стабильность и надёжность, которые сопровождаются широкими требованиями к качеству жидкости и необходимости постоянной подачи электроэнергии. Но недостатков на фоне преимуществ моделей довольно мало.

Электрический тороидальный котел Инноватор

Преимущества такого котла в возможности регулировки мощности каждой модели от 1 до 20 кВт, в лёгком монтаже в любую отопительную систему. Тороидальный электродный котёл может функционировать при однофазной, двухфазной и трёхфазной сети.

Имеет размеры 30*10*10 сантиметров.

Для установки не требуется труба из стали. Тороидальный электродный котёл Инноватор работает бесшумно, а срок службы составляет 30 лет.

Гарантия даётся производителем на 60 месяцев.

Стоимость — 8 200 рублей.

На сегодняшний день существует масса вариантов обустройства индивидуального отопления частного дома. И если одни домовладельцы отдают предпочтение газовым или твердотопливным моделям котлов, то другие считают, что лучше электрических систем отопления еще ничего не придумали. К тому же в условиях постоянного подорожания энергоресурсов любой рачительный хозяин начинает задумываться о способах сократить коммунальные затраты и о выборе действительно эффективного и экономически выгодного источника тепла. Благо, современные производители предоставляют всем такую возможность.

Являясь альтернативным вариантам популярным сегодня системам отопления ионные, или, как их еще называют, электродные котлы уже давно привлекают внимание потенциальных покупателей. Благодаря уникальной методике нагрева теплоносителя в системе, они обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционным отопительным оборудованием.

Исторический экскурс

Впервые появившиеся в середине ХХ века, такие котлы использовались предприятиями советского оборонного комплекса для нужд ВМФ. Имеющий компактные размеры ионный котел был идеальной моделью для эксплуатации в ограниченных условиях судна. Агрегат полностью справлялся со своей задачей, работал практически бесшумно, а роль теплоносителя в нем выполняла морская вода.

В начале 90-х количество заказов для оборонки от государства резко сократилось, а такая удачная для своего времени разработка, как электрический ионный котел отопления, оказалась не востребованной. Зато ей воспользовались инженеры Ильин А.П. и Кунков Д.Н., доработавшие котел до усовершенствованной "гражданской" версии и получившие в 1995 году патент на свое "детище".

Конструктивные особенности

От обычного котла ионный электродный котел отличается отсутствием ТЭНа, а потому разогрев системы осуществляется полностью за счет характеристик специального теплоносителя. Вместо ТЭНа в агрегате установлен блок с электродами, выполняющий функцию главного нагревательного элемента. Подобная замена позволила решить сопутствующие эксплуатации большинства электрокотлов проблемы недолговечности и невысокой эффективности.

Несмотря на кажущуюся примитивную конструкцию, ионный котел отопления может похвастаться довольно высоким КПД, практичностью в использовании и практически нулевым уровнем аварийности, что для многих частных домовладельцев является решающими факторами в пользу выбора подобного агрегата. Кроме того, при наличии желания и некоторого опыта, смастерить ионный электрический котел можно и своими руками. Достаточно понять принцип его работы, ознакомиться со схематичным изображением конструкции и подготовить необходимые материалы и инструменты.

Итак, внешне такой котел представляет собой покрытую слоем полиамида цельную стальную трубу. К корпусу изделия подведены:

. патрубки ввода/вывода теплоносителя;
. клеммы подачи питания и заземления;
. выполненный из специального сплава и изолированный полиамидными гайками электрод;

Все места разъемов снабжены дополнительной защитой от утечки тока резиновыми прокладками. Как видите, электроизоляции уделяется особое внимание.

Ряд производителей комплектуют свои ионные котлы системами управления автоматического типа. Именно контроллеры, включающие в себя встроенную защиту от скачков напряжения в сети, блок пускателя и электронный терморегулятор, позволяют поддерживать заданную температуру теплоносителя, снижая тем самым энергопотребление. Управление может быть как прямым, так и удаленным, при помощи gsm-каналов (в более дорогостоящих моделях).

Что касается принципа передвижения теплоносителя внутри котла, то различают ионные котлы закрытого и открытого типа.

Принцип работы

Принцип работы ионного котла основан на школьном курсе физики. Циркулирующая в системе вода, которая и представляет собой теплоноситель, проходя между катодом и анодом подвергается ионизации и приводит в движение "+" и "-" заряженные ионы. Этот процесс сопровождается выработкой тепловой энергии.

За одну секунду полярность ионов меняется до 50 раз. Постоянная смена полярности исключает разложение теплоносителя на отдельные элементы химические элементы - О и Н2. Возрастающая в котле температура в свою очередь повышает давление, которое и обеспечивает непрерывную циркуляцию воды по отопительному контуру.

Следует учитывать, что использование дистиллированной воды в таком котле невозможно. Сконструированная под морскую воду система не сможет обеспечить электрическую цепь между теплоносителем и электродами, в связи с чем заправлять котел требуется специально предназначенной для этих целей жидкостью. Препятствующая образованию солевых отложений, она защитит трубы от коррозии.

Основные характеристики

С основными техническими характеристиками ионного котла отопления можно ознакомиться ниже:

. Минимальная мощность оборудования не может быть ниже 2 кВт (её хватит для отопления помещений до 80 куб.м.), максимальная достигает 50 кВт (подходит для обогрева больших производственных помещений до 1600 куб.м.);
. Мощность агрегатов с одной фазой варьирует от 2 до 6 кВт, с тремя - от 9 до 50 кВт;
. Своего номинального уровня потребление энергии достигает при 75⁰-ной температуре внутри котла. При температуре, превышающей указанную, энергопотребление вырастает и не соответствует заявленному в техпаспорте.
. Размеры стандартного бытового котла обычно составляют не более 320 мм в диаметре, 600 мм - по длине и 12 кг по весу.

Плюсы и минусы эксплуатации

Отзывы, основанные на опыте эксплуатации ионных котлов, носят противоречивый характер. И если часть потребителей остаются довольны габаритными размерами, более быстрым по сравнению с традиционным электрическим котлом нагревом теплоносителя, устойчивостью от перепадов напряжения и экономичным использованием, то другие говорят лишь о минусах такого оборудования. К ним относятся:

. обязательное заземление. Риск поражения током в случае пробоя изолятора у такого котла существенно выше, нежели у ТЭНового аналога;
. зависимость от качества теплоносителя, ведь мощность устройства полностью зависит от степени проводимости используемой воды;
. отсутствие возможности работать в аварийном режиме, например, от аккумуляторов, и использование исключительно переменных источников тока;
. запрет на использование воды из одноконтурной системы отопления;
. невозможность использования такого котла для устройства системы теплого пола и пр.

Обзор популярных моделей

На сегодняшний день хорошим спросом на рынке отопительного оборудования пользуются котлы производства ЗАО "Галан", "ЭОУ", "Котерм", ООО "STAFOR EKO" и др.

Серия "Очаг" марки "Галан", представленная моделями "Очаг2", "Очаг 3" и "Очаг 5", предназначена для бытового использования и различается размерами и мощностью выпускаемых агрегатов. Довольно популярна и серия ионных котлов "Дачник" марки "Котерм". Котерм М1 Дачник может использоваться для обогрева помещений до 200 куб.м. Имея 3 режима мощности (1,2 / 1,7 / 3,5 кВт), он отличается довольно экономичным энергопотреблением - порядка 1,5 кВт/час.

Надо сказать, что ионные котлы при соблюдении рекомендованных производителем условий эксплуатации рассчитаны на внушительный срок службы - до 10 лет. Замену электродов рекомендуется проводить раз в 2-4 года.

По стоимости такие агрегаты зачастую оказываются намного дешевле других отопительных котлов, что является дополнительным преимуществом в их сторону. Цена ионных котлов начинается от 3000-4000 руб. за самые простые модели. Конечно, оборудование с расширенным функционалом будет стоить куда дороже - от 10 000... 12 000 руб. и более.

Электрическое отопление дома у многих ассоциируется с установкой соответствующих водяных котлов с тэнами, конвекторов или укладкой теплых пленочных полов. Однако вариантов значительно больше. В современных частных домах устанавливаются электродные или ионные котлы, в которых пара примитивных электродов передают энергию теплоносителю без каких-либо посредников.

Впервые отопительные котлы ионного типа были разработаны и реализованы в Советском Союзе, чтобы отапливать отсеки подводных лодок. Установки не становились причиной дополнительных шумов, имели компактные габариты, для них не было необходимости в проектировании вытяжных систем и эффективно разогревали морскую воду, использующуюся как основной теплоноситель.

Носитель тепла, который циркулирует по трубам и попадает в рабочую емкость котла, контактирует непосредственно с электрическим током. Заряженные разными знаками ионы начинают хаотически и соударяясь двигаться. Благодаря образующемуся сопротивлению происходит разогрев теплоносителя.

История появления и принцип работы

В течение всего 1-й секунды каждый из электродов соударяется с другими до 50 раз, меняя свой знак. Благодаря воздействию переменного тока жидкость не делится на кислород и водород, сохраняя свою структуру. Увеличение температуры влечет рост давления, которое заставляет циркулировать теплоноситель.

Чтоб добиться максимальной эффективности электродного котла, придется постоянно следить за омическим сопротивлением жидкости. При классической температуре в помещении (20-25 градусов) оно не должно превышать 3 тысяч Ом.

Нельзя заливать внутрь отопительной системы воду дистиллированную. Она не содержит никаких солей в виде примесей, а значит ожидать ее нагрева таким способом не стоит – между электродами не будет возникать среды для образования электрической цепи.

Дополнительную инструкцию о том как самостоятельно изготовить электродный котел

Характеристики: преимущества и недостатки

Для электродного котла ионного типа характерны не только все преимущества электрического отопительного оборудования, но и собственные особенности. В обширном списке можно выделить самые значимые:

КПД установок стремится к абсолютному максимуму – не ниже 95%
В окружающую среду не выделяется загрязняющих веществ или вредного для человека ионного излучения
Высокая мощность в сравнительно небольшом по габаритам с другими котлами корпусе
Возможен монтаж сразу нескольких установок для увеличения производительности, отдельная установка котла ионного типа в качестве дополнительного или резервного источника тепла
Небольшая инертность дает возможность быстро реагировать на изменения окружающей температуры и полностью автоматизировать процесс отопления посредством программируемой автоматики
Нет необходимости в обустройстве дымоходной трубы
Оборудованию не вредит недостаточное внутри рабочей емкости количество теплоносителя
Скачки напряжения не влияют на производительность и стабильность отопления

О том как выбрать электрический котел для отопления вы можете

Безусловно, ионные котлы обладают многочисленными и очень весомыми преимуществами. Если не принять во внимания отрицательные стороны, возникающие чаще в ходе эксплуатации оборудования, вся выгода теряется.

Среди отрицательных сторон стоит отметить:

О других способах электрического отопления дома,

Устройство и технические характеристики

Конструкция ионного котла, на первый взгляд, сложна, однако она проста и не принудительна. Внешне он представляет собой стальную цельнотянутую трубу, которая покрывается полиамидным электроизоляционным слоем. Производители постарались максимально обезопасить людей от поражения током и утечек дорогостоящей энергии.

Помимо трубчатого корпуса электродный котел в себе содержит:

Рабочий электрод, который выполнен из особых сплавов и удерживается защищенными полиамидными гайками (в моделях, работающих от 3-х фазной сети, предусмотрено наличие сразу трех электродов)
Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
Клеммы заземления
Клеммы, подающие питание на корпус
Резиновые изоляционные прокладки

Форма внешнего корпуса ионных отопительных котлов – цилиндрическая. Большинство распространенных бытовых моделей соответствуют следующим характеристикам:

Длина – до 60 см
Диаметр – до 32 см
Вес — около 10-12 кг
Мощность оборудования – от 2 до 50 кВт

Для бытовых нужд используются компактные однофазные модели мощностью не более 6 кВт. Их достаточно, чтобы полностью обеспечить теплом коттедж площадью 80-150 м. кв. Для больших промышленных площадей используют 3-х фазное оборудование. Установка мощностью 50 кВт способна отопить помещение до 1600 м. кв.

Однако электродный котел работает наиболее эффективно совместно с управляющей автоматикой, включающей в себя следующие элементы:

Блок пускателя
Защиту от скачков напряжения
Контроллер управления

Дополнительно могут устанавливаться управляющие GSM-модули для удаленного включения или отключения. Низкая инертность позволяет быстро реагировать на колебания температуры в окружающей среде.

Должное внимание стоит уделять качеству и температуре теплоносителя. Оптимальной жидкость в отопительной системе с ионным котлом считается разогретая до 75 градусов. В этом случае электропотребление будет соответствовать указанному в документах. Иначе возможны две ситуации:

Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
Температура выше 75 градусов – потребление электричества возрастет, однако и без того высокие показатели КПД останутся на прежнем уровне

Видео руководство

Простой ионный котле своими руками

Ознакомившись с особенностями и принципом, по которому функционируют ионные котлы отопления, настает пора задаться вопросом: как собрать подобное оборудование своими руками? Вначале нужно подготовить инструмент и материалы:

Труба стальная диаметром 5-10 см
Клеммы заземления и нулевого провода
Электроды
Провода
Металлический тройник и муфта
Упорство и желание

Прежде чем начинать соединять все воедино, стоит запомнить три очень важных правила, касающихся безопасности:

На электрод подается исключительно фаза
На корпус подается исключительно нулевой провод
Обязательно предусматривается надежное заземление

Чтобы собрать ионный электродный котел, достаточно следовать следующей инструкции:

Вначале подготавливается труба длиной 25-30 см, которая будет выполнять роль корпуса
Поверхности должны быть ровными и без коррозии, зазубрины с торцов зачищаются
С одной стороны, посредством тройника устанавливаются электроды
Тройник также необходим для организации выхода и входа теплоносителя
Со второй стороны делают подключение к отопительной магистрали
Между электродом и тройником установить изолирующую прокладку (подойдет термостойкий пластик)

Чтобы добиться герметичности, резьбовые соединения должны быть точно подогнаны друг к другу
Чтобы закрепить нулевую клемму и заземление, к корпусу приваривают 1-2 болта

Собрав все воедино, можно врезать котел в отопительную систему. Подобное самодельное оборудование вряд ли сможет отопить частный дом, но для небольших подсобных площадей или гаража станет идеальным решением. Можно закрыть установку декоративным кожухом, при этом стараясь не ограничивать к нему свободный доступ.

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

Производители и средняя стоимость

Многие производители отопительного оборудования имеют собственные линейки котлов ионного типа. Среди наиболее распространенных по рынку можно отметить следующие брэнды:

«ЭОУ» (Украина)
ООО «Stafor EKO» (Латвия)
ЗАО «Фирма «Галан» (Россия)

Небольшие по мощности ионные котлы (2-3 кВт) стоят около 3000-3500 тысяч рублей . Чем выше буде производительность оборудования, тем больше на него цена. Помимо отопительного оборудования необходима дополнительная автоматика. Она приобретается отдельно и обойдется около 5-6.5 тысяч рублей.

Перед покупкой должное внимание уделяется гарантийному сроку. Большинство производителей устанавливают его равным 2-3 года. Соблюдая эксплуатационные требования и регулярно (каждые 3-4 года) проводя замену электродов, срок службы можно продлить до 10-12 лет.

Подводим итоги

Проанализировав все «за и против» ионного отопительного оборудования, можно сделать вывод о его рентабельности. В некоторых аспектах он выигрывает, в других может значительно проигрывать.

Однако перед выбором отопительных систем, работающих на электрическом оборудовании, стоит учитывать ряд особенностей:

Если радиаторы разделены на группы по этажам, установку ионного котла рекомендуют на каждом из них
Образующие контур трубы рекомендуется укутывать утеплителем
Можно использовать антифриз в качестве теплоносителя, учтя его большую текучесть

Для систем теплый плинтус или теплый пол ионные котлы не подойдут. Выйти на постоянную рабочую температуру 30-45 градусов они не способны.