Устройство ионного котла отопления
Santeh-nik.ru

Инженерные системы

Устройство ионного котла отопления

Устройство ионного котла и принцип его работы

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 читайте тут

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 узнать здесь

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:

  • Для работы ионного отопительного оборудования нельзя использовать источники питания с постоянным током, которые вызовут электролиз жидкости
  • Нужно постоянно контролировать электропроводность жидкости и принимать меры по ее регулированию
  • Необходимо позаботиться о надежном заземлении. Если произойдет его пробой, риски быть ударенным током значительно возрастают
  • Нагретую воду в одноконтурной системе использовать для иных нужд запрещается
  • Очень трудно организовать эффективное отопление с естественной циркуляцией, установка насоса обязательна
  • Температура жидкости не должна превышать 75-ти градусов, иначе резко вырастет потребление электрической энергии
  • Электроды быстро изнашиваются и нуждаются в замене с периодичностью каждые 2-4 года

  • Нельзя проводить ремонтные и пуско-наладочные работы без привлечения опытного мастера
  • О других способах электрического отопления дома, читайте тут

    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:

    1. 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)
    2. Вводящие и выводящие теплоноситель патрубки
    3. Клеммы заземления
    4. Клеммы, подающие питание на корпус
    5. 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:

    1. Температура ниже 75 градусов – потребление электричества снижается вместе с КПД установки
    2. 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.

    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.

    Читать еще:  Газовые котлы отопления конденсационные

    Электродные котлы отопления. Полезная покупка?

    Ежегодно самым развивающимся технологиями во всех сферах признаются энергосберегающие приборы. Наиболее эффективный прогресс наблюдается в области отопления. Топливо с каждым годом растет в своей цене – с этим и связан интерес. Рынок предложений различных отопительных систем весьма широк. Производители не устают совершенствовать свои отопительные оборудования. Одним из устройств, пользующимся спросом, считается ионообменные электродные котлы отопления. Давайте разбираться, так ли эффективна эта техника и стоит ли ее рассматривать при выборе.

    Механизм работы водонагревательной системы

    Для дальнейшего понимания статьи необходимо понять устройство и механизм работы ионного электродного котла. Принцип функционирования весьма прост для понимания – теплоноситель (вода обязана содержать необходимое количество соли, если процент соли превышает норму, то продукт разбавляют дистиллированной водой) следует в сосуд, в котором и установлен электрод. Если у кого-то возник вопрос, после прочтения слова «электрод», то мы поясним: электрод – это металлический стержень, который закрепляется к любой стороне сосуда. К электроду подключается фаза, а к лицевой стороне механизма нулевой проводник.

    Если подключить водонагревательную систему к сети двести двадцать Вольт с частотой пятьдесят Гц, то устройство активизирует хаотичный процесс передвижения от анода к катоду. Данный процесс помогает достичь главной цели – нагрев воды. Многие мастера привыкли именовать подобные устройства не электродными, а ионными – это связано с особенностями работы котла отопления. Если принцип работы ионных котлов весьма прост для понимания, то КПД системы показывает весьма высокие показатели – 96-99 процентов.

    Электродный котел способствует тому, что можно экономить до сорока процентов электроэнергии по сравнению с дымоходными котлами. Принцип работы позволяет не использовать дымоходные трубы, так как ионный котел не выдает продукты сгорания.

    Первостепенные плюсы использования ионного котла

    Для установки ионного (электродного) котла не нужно отказываться от использования газа, подключенного в вашем доме. Главное – это наличие разводки из радиаторов и магистралей. Стоит отметить, что электродные котлы, как правило, производят роль второстепенных устройств в доме. Если стоимость тарифа на газ демонстрирует рост показателей, то рекомендуется использовать ионную систему в качестве первостепенного источника обогрева помещения.

    Рассмотрим позитивные характеристики ионного электродного котла отопления:

    • Надежность, или пожаробезопасность;
    • Бесшумность работы;
    • Отсутствие необходимости в отдельном помещении для установки устройства – компактность;
    • Не предусмотрено наличие продуктов сгорания – экологичный принцип работы;
    • Автономность отопления помещения;
    • Отсутствие сложных манипуляций при процессе монтажа системы;
    • Высокая степень экономичности;
    • Показатели КПД до 99 процентов;
    • Возможность эксплуатации ионного котла на газе.

    Наличие вмонтированной автоматической системы способствует выставлению оптимальной температуры, которая поддерживается в помещении в течение необходимого времени. Для повышения экономичности прибора необходимо запрограммировать систему отопления на снижение температуры в будние дни, когда в помещении отсутствуют люди.

    Многие пользователи ионного котла отмечают эффективность и надёжность аварийной системы безопасности, которая активирует автоматическое отключение котла. Владельцы электродного котла выявляют еще один плюс устройства – отсутствие коротких замыканий.

    Рекомендация: теплоносители безопаснее приобретать у непосредственного производителя устройства.

    Минусы использования ионного котла

    • Отсутствие постоянного электроснабжения;
    • Требуется высокая мощность электричества для активации работы котла;
    • Высокие требования к качеству воды;
    • Требования к заземлению прибора – снижение риска при работе устройства;
    • Поддерживать температуры воды 70 градусов, чтобы показатели расхода были минимальными;
    • Устнановка водяного насоса, который будет циркулировать воду в теплоносителе.

    Рекомендации:

    1. При процессе расчета нужно учитывать следующее: 8 л теплоносителя обязаны соответствовать 1 кВт;
    2. Использованные теплоносители необходимо грамотно утилизировать. Слив теплоносителя в водоем/канализацию/грунт – запрещен;
    3. Перед проведением монтажных работ рекомендуется максимально очистить структуру магистралей чистой водой, либо специальными химическими средства, предназначенными для прочистки магистрали.
    4. Приемлемая температура имеет показатели 50-70 градусов – все технические сведения указываются в паспорте теплонагревательного устройства.

    Как сделать своими руками?

    После рассмотрения принципа работы, ряда достоинств и недостатков ионного котла, можно узнать о том, как делается самодельный электродный котел.

    Для создания электродного котла своими руками понадобится:

    • Металлические трубки;
    • Электрические провода;
    • Стальные трубы;
    • Изоляционный материал для электрода;
    • Электрод;
    • Аппарат для электросварки.

    Рассмотрим пошаговую инструкцию по процессу изготовления ионного котла:

    1 шаг: Необходимо отрезать необходимую длину трубы. Далее выполняем резьбу с двух сторон трубы. В одну сторону стальной трубы устанавливается муфта с электродом, другой – глушится;

    2 шаг: В стальной трубе прорезаются отверстия с 2-х сторон. В полученных отверстиях привариваются металлические патрубки, в которых уже нарезаны резьбой стороны;

    3 шаг: К боковой стороне устройства припаиваются болты: 1-для заземления, 2- для нулевого провода;

    4 шаг: Полученную установку необходимо монтируеть в систему отопления, для этого к имеющимся трубам припаиваются соответствующие трубы;

    5 шаг: К имевшемуся электроду прикрепляется клемма «+» провода, а к болтам присоединяются клеммы нулевой кабельной системы;

    6 шаг: В отопительную систему необходимо подключить манометр, который будет отводить гидролизные газы и автоматическую систему предохранения;

    7 шаг: Полученная система заполняется ранее подготовленной теплоносителем;

    8 шаг: Запуск системы.

    Напомним: необходимо соблюдать все правила безопасности при конструировании и монтаже изготовленного электродного котла. Рекомендуем не забывать о правилах техники безопасности.

    Посмотрите подробное видео на эту тему:

    Выводы

    Маркетологи активно продвигают электродные котлы отопления, говоря о их особой экономичности. По факту же, физику не обманешь и вырабатывать ровно столько тепла, сколько и требует ваш дом. А с учетом цены котла, покупки специального теплоносителя, целесообразнее будет приобрести обыкновенный автоматизированный электрокотел. Посмотреть можно в сторону модели Protherm Скат. За счет продвинутой автоматики в таком котле можно оптимизировать затраты на отопления.

    Ведущие электродные котлы отопления

    Далее мы рассмотрим отечественные технологии отопительных систем, которые демонстрируют эффективный результат эксплуатации, справляющиеся не только с перепадами напряжения, но и с нестабильным током в помещении. Отметим, что отечественные технологии выделяются на рынке предложений, так как стоимость продукта, его неприхотливость и надежность работы – лучше, чем у многих конкурентов в данной области.

    «Галан» Вулкан

    Организация «Галан» считаются первооткрывателями в области разработки и производства электродных обогревательных устройств. При разработке компания опирается на военно-космические наработки, а также использует наивысшие инженерные решения.

    Главные преимущества модели состоят в следующем:

    • Простота в эксплуатации;
    • Высокий уровень безопасности;
    • Доступность – средняя цена 8-11 тысяч рублей

    «Галан» Гейзер

    Владельцы загородных коттеджей преимущественно отдают свое предпочтение именно этой модели. Она не только производительна и безопасна в работе, но и имеет возможность в подключении внешнего управления.

    • Простота и удобство в использовании;
    • Небольшой вес – около 5 кг;
    • Большая S обогрева
    • Наличие электронного регулирования системы;
    • Доступность – средняя цена составляет 8 тысяч рублей.

    Ионный котел

    В настоящее время, когда происходит интенсивное приобретение и строительство загородной недвижимости, многие обращают внимание на новую технику и технологии, которые помогут не только создать комфорт в доме, но и сэкономить денежные средства. Все большую популярность приобретает ионный электрический котел отопления, отличающийся от привычных котлов на ТЭНах.

    Ионный или ТЭНовый котел. Что выбрать?

    Ионный (электродный) котел и котел, работающий на ТЭНах, имеют отличия в способе нагрева теплоносителя в системе отопления и в качественных характеристиках, связанных с величиной обогреваемой площади и количеством энергии потребления.

    В электродном котле теплоноситель (вода) нагревается теплом, выделяемым электрическим током, который протекает между двумя электродами (анодом и катодом). В обычном котле вода нагревается от тепло-нагревательных элементов (ТЭНов).

    Как работает котел ионный электрический?

    Появившиеся в результате расщепления молекул воды ионы, положительно и отрицательно заряженные начинают быстро перемещаться к аноду и катоду. При этом выделяется тепловая энергия, за счет которой и повышается температура теплоносителя.

    Исходя из законов физики, вода в ионном котле, являясь проводником электрического тока между двумя электродами, нагревается этим током согласно известному из школьного курса закону Джоуля-Ленца. Закон позволяет дать количественную оценку теплового воздействия электрического тока.

    На заметку любознательным

    Закон Джоуля-Ленца гласит, что выделяемое тепло в калориях при постоянном токе можно вычислить по формуле:

    Q=CI²Rt, где

    C – электрический эквивалент тепла, I – сила тока, t – время его прохождения, R – электрическое сопротивление воды.

    В процессе нагрева воды в ионном котле отопления ее сопротивление уменьшается, а электропроводимость увеличивается. Значит, происходит постепенное увеличение мощности. Можно сделать вывод, что ионный котел способен постепенно поставлять тепло. Потребляемая мощность будет зависеть от двух факторов:

    • температуры, которая устанавливается потребителем;
    • количества воды в системе.

    Подогрев теплоносителя после включения происходит при 40-60% от номинального значения мощности. Как показывает практика, заданная температура может быть достигнута примерно в 4 раза быстрее, чем в котле с ТЭНами.

    Как работают ТЭНы?

    Потребляемая мощность ТЭНового котла постоянна и не зависит от температуры воды в системе отопления. Подогревается вода до заданных значений значительно дольше, а расход потребляемой мощности максимальный. К тому же он превышает стартовую мощность ионного электродного котла на 40-60%.

    Сравнительные характеристики

    Результаты работы рассматриваемых типов котлов отопления сильно разнятся. Особенно наглядно это видно на представленной в таблице. Данные указаны для котлов с автоматической регулировкой температуры теплоносителя, которые установлены в помещениях, имеющих высоту 2,5 метра и обогреваемых до температуры 20̊ С.

    Ионный котел
    Котел с ТЭНами
    3 1 50 0.5-0.7 3 1 30 1.1-1.4
    5 1 80 0.9-1.2 5 1 50 1.6-2.1
    9 3 120 1.8-2.3 9 3 90 3.0-3.9
    25 3 350 4.5-5.5 25 3 240 8.5-10.1

    Исходя из данных таблицы, можно сделать вывод, что при одинаковой мощности площадь обогрева при использовании ионного котла отопления больше, а расход электроэнергии значительно меньше, чем при использовании ТЭНового.

    Сравнивая оба способа обогрева, нельзя не вспомнить о сроке службы котлов. Производители указывают, что ТЭН может прослужить от 3-х до 5-ти лет, случается, что эти цифры могут оказаться гораздо меньше, что связано с независящими от потребителя причинами. Большое влияние оказывает чистота и качество воды, заливаемой в систему отопления, материал самих ТЭНов и корпуса котла, а также интенсивность использования. Образующаяся на ТЭНах накипь не позволяет им нормально охладиться, что и приводит к их сгоранию.

    Электродные котлы лишены данного недостатка, так как полярность катодов в них постоянно меняется. Ионы меняют свое направление с частотой сетевого напряжения (50 колебаний в секунду). Даже накипь, образующаяся от неочищенной воды, не станет причиной поломки, она может лишь снизить мощность котла.

    Читать еще:  Самая экономичная система отопления частного дома

    Как подобрать ионный котел?

    Подбирают нужный по мощности прибор отопления, исходя из условия, что 1 кВт номинальной мощности может согреть помещение, имеющее площадь 20 кв. м, объем 60 куб. м, а количество воды в системе – 40 литров.

    К расчетной мощности катодного котла рекомендуется добавить еще примерно 20% мощности, для большей уверенности.

    Это нужно знать!

    1. Котел ионный электрический требует создания надежного заземления корпуса.
    2. В сети котла не нужно устанавливать УЗО (устройство защитного отключения).

    Достоинства и недостатки ионных котлов отопления

    К очевидным преимуществам электродных котлов можно отнести следующие:

    • эффективность (нагрев теплоносителя происходит почти мгновенно, КПД приближается к 100%);
    • долговечность (не образуется накипь);
    • компактность, простота монтажа (габаритные размеры и вес котлов значительно меньше по сравнению с ТЭНовыми);
    • возможность автоматического регулирования (правильная настройка цифрового блока позволяет экономить около 40% потребления электроэнергии);
    • безопасность эксплуатации при правильно выполненном монтаже (если произойдет разгерметизация отопительной системы или возникнет утечка жидкости, прекратится движение ионов, и котел не станет работать);
    • отсутствие шума;
    • экологическая безопасность (отсутствуют продукты сгорания, не требуется запасать топливные ресурсы);
    • не требуется переоборудовать существующую систему;
    • не нужно согласовывать установку котла с органами котлонадзора;
    • не высокая цена.

    Как любое оборудование, ионные генераторы тепла, наряду с достоинствами, имеют свои минусы:

    • подготовка воды, заливаемой в систему отопления (для воды задаются определенные параметры, которые необходимо строго выполнять);
    • нет возможности применения альтернативных типов теплоносителей (дистиллированная вода, масло, антифриз);
    • для создания нормальных условий работы котла необходима постоянная циркуляция жидкости в системе;
    • антикоррозийный материал электродов обеспечивает им долгий срок службы, тем не менее, требуется постоянно отслеживать их состояние, вовремя производя замену;
    • высокая стоимость электроэнергии.

    Выводы

    Ионный электрический котел отопления имеет минимальный вес и компактные размеры, что делает его установку простой и легкой. Для обогрева больших площадей имеется возможность создания системы с одновременным подключением сразу нескольких котельных агрегатов. Отсутствие необходимости получения разрешающих документов в надзорных органах и контроля со стороны инспекции котлонадзора также является положительным фактором, влияющим на выбор типа котла.

    В заключении можно сказать, что при выборе отопительного оборудования для дома решение установить ионный котел является наиболее приемлемым, но не стоит забывать о том, что потребуется время для приготовления теплоносителя. Такая система обогрева станет надежным и экономичным источником тепла.

    5 лучших ионных котлов: устройство, установка и обвязка

    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.

    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 фирма ЗАО “ГАЛАН”. 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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    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.

    Читать еще:  Дизельное отопление загородного дома

    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.

    Устройство ионных котлов отопления: принцип работы, схемы, видео-отзывы

    Можно ли экономно отопить жилище электричеством? Многие, не задумываясь, ответят, что нет, вспомнив самый распространенный обогревательный прибор на ТЭНах – это не верно. Старые военные технологии, еще недавно недоступные рядовым гражданам – реальность.

    Устройство на одну и две фазыРечь об ионном котле — альтернативном источнике тепла. Разработанная еще в середине прошлого века военная технология теперь доступна всем.

    История появления и принцип работы

    А началось все во времена СССР. Государство, окруженное со всех сторон потенциальными военными противниками, содержало многочисленный военно-морской флот. Для жизнеобеспечения дизельных субмарин предприятиями ОК СССР были разработаны автономные системы обогрева.

    Такая система обогрева экипажа подводных лодок должна была отвечать таким требованиям, как: простота, надежность, независимость от вытяжки, отсутствие движущих частей и шумов при работе, достаточная мощность в условиях суровых условий Северного Ледовитого Океана, заменяемый и доступный теплоноситель.

    Задача была выполнена успешно и эффективно использовалась вплоть до развала социалистического государства. В 90-х годах оборонные предприятия страны оказались не у дел. Настали сложные времена. Чтобы выжить потребителям была представлена гражданская версия электродного обогревателя. Получили патент на это изобретение инженеры Кунков Д.Н. и Ильин А.П.

    Отличие от ТЭНа

    Принцип работы был элементарен — использовалось внутреннее сопротивление теплоносителя: вместо металлического нагревательного элемента — соленая вода. Под воздействием электрического тока молекулы теплоносителя, сталкиваясь друг с другом, нагреваются, электрическая энергия преобразовывается в тепловую. Для стабильной работы необходим переменный ток 50-60 Гц (амплитуда колебаний), иначе он начинает работать, как аккумулятор.

    Затем был разработан простой прибор, с одним электродом. К нему подключили фазу, а к металлическому корпусу – ноль. В ёмкости находится теплоноситель. Для безопасности корпус заземлён.

    Получается следующее: ток с амплитудой 50 Гц проходит через соленую воду, которая за незначительное время нагревается, из-за разности температур и создаваемого установкой давления теплоноситель циркулирует по замкнутой тепловой системе — все просто.

    Характеристики: преимущества и недостатки

    Конструкция проста и элементарна, однако имеет ряд уникальных свойств:

    • небольшие габариты установки, при значительной мощности оборудования;
    • самостоятельно создает давление в системе, что даёт возможность его использовать без нагнетательных насосов;
    • полностью антиаварийная система — перегрев не возможен, стабильность работы не зависит от уровня теплоносителя;
    • удобство регулирования температуры — автоматика сделает все сама: температурные датчики сработают, когда это нужно;
    • перепады напряжения в сети питания не влияют на работоспособность и безопасность системы – она будет меньше или больше вырабатывать энергии;
    • высочайший КПД – максимальный из всех существующих отопительных приборов;
    • отсутствие негативных для жизни и здоровья излучений;
    • легко встроить в отопление, как дополнительный или резервный источник.

    Может выглядеть так

    Чтобы быть объективными, рассмотрим минусы:

    • работает только от переменного тока, поскольку постоянный вызывает электролиз;
    • требуется следить за состоянием электролита (соленой воды) — дистиллированная не допустима, поскольку это универсальный проводник, а для работы требуется конкретное сопротивление;
    • при отсутствии заземления эксплуатировать установку запрещено — опасно для жизни;
    • любое сопротивление (резистор) по мере увеличения температуры снижает свое номинальное значение, а как следствие при нагреве до 75 °С котел значительно теряет мощность, однако сила тока возрастает;
    • требует периодической очистки рабочих элементов, поскольку начинают происходить потери из-за накипи на электроде(ах);
    • раз в 2-3 года требуется замена электрода(ов);
    • при разветвленной отопительной сети необходим нагнетательный насос;
    • недостаточный уровень воды в системе отопления критичен, поскольку вода с примесями солей разъедает металл;
    • сложность физиологической настройки сопротивления воды — без специалиста это выполнить очень сложно;
    • для обслуживания контура требуются особые знания, навыки, специальное оборудование.

    Устройство и технические характеристики

    Рассмотренный принцип работы электрокотла дает первое представление о конструкции. Хоть этому оборудованию уже около ста лет, принципиальная схема не изменилась. И внешне, с момента постановки на обогрев частных жилых домов, осталось прежним. Только некоторые производители внесли незначительные изменения в компоновку деталей.

    Характеристики одно- и двухфазного котла

    Внешне – это цилиндр размерами 30-50 мм в диаметре с утолщением у основания, в котором располагается коммутационный блок. Немного выше него вварен патрубок на ½ или ¾ дюйма, для ввода в аппарат теплоносителя – контурная «обратка». Сверху основного цилиндра впаян патрубок входа в тепловой контур, иногда он сбоку, рядом с «обраткой».

    Внутри цилиндрического корпуса, не соприкасаясь с его стенками, расположен электрод. Он один, если прибор работает от электросети напряжением 220 В, или три, если это промышленный образец, которому требуется трехфазное подключение 380 В. Эти отличия указывают на разную мощность. Эффективность зависит от количества потребляемой энергии. Прибор с трёхфазным подключением отапливает площадь около 1000 квадратных метров.

    Электроды закреплены в нижней утолщенной части корпуса (коммутирующем блоке), он разборный, с надежной электрической изоляцией от пробоев током. Обычно – это полиамид.

    Схема устройства

    Общие размеры котла в зависимости от мощности несколько отличаются, но составляют около 30 см в длину и 4 см в ширину, массой 15 кг, мощность варьируется от 2 до 50 кВт. Энергопотребление однофазных не превышает 6 кВт, трехфазных 50 кВт. Рабочая температура 75 °С – при ней прибор функционирует эффективно.

    Каждая установка дополнительно оснащена электромеханическим управлением — эти блоки отличаются, как по размерам, так и по функциям.

    Электромеханические блоки нужны для управления электродным котлом. Также установлены термические датчики: на входе и выходе контура. Они обрабатывают снимаемые показатели, высчитывают разницу температур и управляют питанием прибора (вкл., выкл.). Кроме основных опций, у дорогих вариаций есть более «навороченные» функции, например, определение величин гистерезиса и т.п.

    Простая конструкция своими руками

    Из общего описания котла понятно, что его механическая составляющая элементарна и не так сложна, большее замешательство, связано с электромеханическим управлением. Но все по порядку.

    Чтобы собрать этот чудо-прибор понадобятся инструменты и материалы:

    • отрезок трубы 1½-2 дюйма, длиной 30-50 см.;
    • два небольших ½ дюймовых отрезка трубы для патрубков;
    • медные провода сечением не менее 3 мм²;
    • электрод (стальной стержень) диаметром 1-1,5 см.;
    • металлический тройник;
    • муфта;
    • сварочный аппарат, если элементы будут привариваться;
    • метчик и лерка для нарезания резьбы;
    • резиновые прокладки, фум лента.

    Из трубы своими руками

    Приступая к работе повторите три простых требования к сооружаемой самодельной системе:

    1. Фаза на электрод, ноль – на корпус.
    2. Без заземления включать установку запрещено.
    3. Подключать только через автомат (около 40 А), поскольку по мере нагревания сила тока увеличивается.

    Порядок сборки котла следующий:

    • подготовленный ранее отрезок трубы длинной 30-50 см будет служить корпусом;
    • корпус не должен содержать дефектов, сколов, края следует тщательно зачистить;
    • с одного края корпуса помещается электрод, с другого – муфта для подключения к тепловому контуру.

    Для установки электродного стержня нужен стальной тройник, через него подключается обратка.

    • Электрод подсоединяется через прокладку, которая изолирует от электричества и герметизирует корпус котла.

    Для изолирующего слоя используют пластик высокого качества с термоустойчивым свойством.

    • К трубе-корпусу, сварочным аппаратом, приваривается два болта для крепления клемм заземления и нуля.

    Можно приварить один болт. Он будет совмещать нулевой выход и заземление.

    • Готовый ионный котёл нужно покрасить, для сохранения металла от коррозии и для уменьшения риска пробоя током.

    После сборки и покраски котла, можно приступить к его врезке в систему.

    Особенности монтажа

    Для монтажа энергосберегающего котла необходимо установить предохранительный клапан, манометр и автоматический воздухоотвод. Горизонтальное положение оборудования недопустимо, устанавливать только вертикально, без смещений.

    Врезка в тепловой контур производится так, чтобы нулевая клемма была снизу. Провода, подключаемые к котлу должны быть сечением не менее 4 мм². Подключать только через автоматы, по всем правилам ПУЭ.

    Для установки в новую магистраль, обрабатывают ингибиторами только бывший в эксплуатации котёл. Следуйте рекомендациям по использованию чистящих средств. Игнорирование этого пункта повлечёт появление трудностей при установке омических показателей жидкости в системе.

    Для отопления важен выбор радиаторов. Чугунные образцы не допустимы, поскольку они склонны к повышенному образованию накипи и другим загрязнениям. Радиаторные батареи лучше подбирать небольшие, из легких материалов (алюминий), с таким расчетом, чтобы 1 кВт энергии приходился на 8 литров.

    Параллельное подключение – усиление мощности

    При выборе батарей предпочтительно остановиться на алюминиевых конструкциях первичного типа, поскольку в них значительно меньше примесей – это будет снижать общее сопротивление.

    Производители и средняя стоимость

    На рынке большое разнообразие электрических котлов. Их них популярны отопительные приборы, изготовленные фирмами:

    • ЗАО «Галан» – Россия;
    • ООО «Stafor_eko» – Латвия;
    • ООО «ЭОУ» – Украина.

    Котлы и сопутствующее оборудование (электромеханика) к ним, продаются отдельно. Цена бытовых изделий для электросетей 220 В, мощностью от 2 до 6 Вт определяется суммой около 4-6 тыс. рублей. Автоматика же стоит примерно столько же – 6-7 тыс рублей.

    При покупке обратите внимание на гарантийный и сервисный срок. Обычно он не превышает 3 года, исходя из этого, можно быть уверенным, что котел прослужит никак не меньше этого времени. Однако, если проводить техническое обслуживание оборудования, и один раз в два года менять электроды и прокладки, можно увеличить срок службы до 10-12 лет.

    Небольшое заключение

    Ионные котлы удобны и практичны. Их малый вес, значительная мощность и доступная цена – главные преимущества. Даже, если требуется обогрев большей площади или тепловая магистраль сильно разветвлена, можно установить несколько котлов для каждого ответвления.

    Ссылка на основную публикацию
    Adblock
    detector