Электродный котел ЭОУ: преимущества и схемы монтажа

Такой котел также называют ионным. Это связано с принципом преобразования им электрической энергии в тепловую. Сам по себе электродный котел совсем маленький. Электродный электрокотел для отопления устанавливается на трубу и его даже не нужно дополнительно крепить к стенам. Он держится за счет американок, на которые он посажен, этого вполне достаточно.

Принцип работы электродного котла.

Физический принцип здесь простой — теплоноситель в системе отопления нагревается непосредственным пропусканием через него электрического тока. Фазы электрической сети подключаются к электродной группе, а ноль подключается к корпусу котла.  А в обычном электрическом котле сеть подключается к ТЭНу. Чтоб стало понятней смотрите на следующую картинку:

Выделение тепла происходит из-за того, что теплоноситель обладает некоторым сопротивлением. Вообще, подбор теплоносителя для таких котлов задача сложная:

  • Дистиллированная вода  не подходит, потому что не проводит электричество.
  • Вода с добавлением поваренной соли может вызывать ускоренную коррозию металлических частей системы и выпадение накипи на электродах.

В паспортах на такие отопительные аппараты, производители обычно пишут, что котел будет гарантированно работать только с их теплоносителем, в состав которого входят «особенные»  ингибиторы коррозии или что-либо еще. Меня мучают подозрения, что делается это для того, чтобы при случае отказаться от гарантийного обслуживания, если потребитель использовал какую-то другую жидкость. Производители рекомендуют применять для электродных котлов пропиленгликоль или этиленгликоль. Если интересно, то можете прочитать мою статью про низкозамерзающие теплоносители. Теперь давайте коснемся еще одного вопроса.

Принцип действия

Проводник тока в такой системе — вода, поэтому ее нужно подготовить. В жидкости должно содержаться необходимое количество соли. Для этого соль растворяется в воде и добавляется в систему до необходимого уровня. Пропорции соли в жидкости указаны в паспорте котла.

Поскольку ток проходит прямо через воду, то и подключение такого котла нельзя производить через УЗО, ведь это снизит электробезопасность всей системы. Известно, что прохождение тока через воду образует электролиз, приводящий к возникновению электролизного газа. Он является препятствием для нормальной работы системы, поэтому время от времени нужно спускать воздух из системы.

Если происходит утечка теплоносителя из системы, то замыкание не будет, поскольку нет цепи (жидкости). В ходе включение электродного котла случается большой скачок напряжения, поэтому питание нужно подвести автономно.

В ходе нагрева теплоносителя снижается электрическое сопротивление проводника, поэтому теплоноситель нужно очень тщательно подготовить и проверить уровень соли несколько раз. По причине снижения сопротивления в теплоносителе может произойти электродуговой пробой (это почти замыкание).

Одним из самых известных электродных котлов является отопительный прибор Галан. Познакомиться с отзывами потребителей и разновидностями модели можно здесь: 

Типовые схемы монтажа ЭОУ в систему отопления:

Схема двухпроводной системы водяного отопления с верхней разводкой (система водяного отопления ЭОУ с естественной циркуляцией).

Схема однопроводной системы водяного отопления с нижней разводкой (система водяного отопления с принудительной циркуляцией).

Схема параллельного подключения эоу в существующую систему водяного отопления.

Схема параллельного подключения двух и более эоу в одну систему водяного отопления.

Потребление электроэнергии самой простой модификации, которая отапливает площадь от 40 до 120 м² составляет от 2 до 48 кВт в сутки.

 

Критерии выбора

Для упрощённого понимания будем исходить из среднестатистического частного жилого дома, построенного из широко распространённых материалов (кирпич и т.п.) и расположенного не в пригороде Воркуты или Сочи, а где-то посередине.

Итак, три главных критерия:

  • Площадь обогрева здания;
  • Одно или двухконтурный котёл (т.е. только отопление или отопление плюс горячая вода, а может и тёплые водяные полы);
  • Напряжение и сила тока, то есть электрическая мощность.

Площадь обогрева

Необходимая мощность рассчитывается исходя из 1 кВт на 10 м² жилого помещения с высотой потолка до 3 м. Это условно-средняя норма.

«Совет. До расчёта мощности котла, проведите тест. В холодный день измерьте обычным термометром температуру в комнатах – на расстоянии 10 см от пола и 10 см от потолка. Важно! До начала замеров, межкомнатные двери должны быть закрыты не менее часа. Это позволит стабилизировать естественную температуру.

Разница перепада температур «пол / потолок», не должна превышать 2-4°С. Будет больше – займитесь утеплением оконных и дверных проёмов. Не поможет – значит, есть причина подумать об утеплении пола, стен и даже потолка».

Читайте также:  5 самых красивых вариантов каминов в интерьере гостиной

Позволю выложить порядок теплотехнического расчёта (думаю люди грамотные, вполне поймёте). Сразу оговорюсь – он приблизительный, поскольку не учитывает фактическую теплопроводность конкретного дома и предполагает высоту потолков до 3-х метров.

Электродный котёл в системе

Стандартная формула: W = S x W (уд.) / 10 м²

W — мощность (Квт);

S — общая отапливаемая площадь (м²);

W(уд.) – удельная тепловая мощность на каждые 10 м². в том числе:

W(уд. х.р.) — коэффициент для холодных регионов = от 1,2 до 2,0;

W(уд. с.р.) — коэффициент для средних регионов = от 1,0 до 1,2;

W(уд. ю.р.) — коэффициент для южных регионов = от 0.7 до 0,9;

Например, для дома S = 150 м², расположенного в средней полосе России нужен котёл для отопления, мощностью от 15 до 18 кВт. Ещё раз уточняю – цифры среднестатистические.

Объём горячей воды для бытовых и хозяйственных нужд

Это рассчитывается исходя из нескольких составляющих, главные из которых:

  1. Количество водоразборных точек;
  2. Количество потребителей (жильцов проще говоря);
  3. Объёмы потребления.

Здесь тоже есть несколько формул, однако их приводить не буду, поскольку много разных факторов, влияющих на подбор. В том числе: объём бака запаса, требуемое количество и температура нагрева, скорость нагрева и температура входящей холодной воды, теплопотери при хранении подогретой воды и др.

Эти данные быстро и компетентно посчитает любая специализированная компания, имеющая в штате теплотехника или соответствующую программку.

Напряжение и сила тока (электрическая мощность)

Эти два фактора оказывают непосредственное влияние на наши возможности. Описывать подробности в виде необходимых сечений провода не буду, скажу лишь то, что есть котлы, требующие однофазного (220 V) и трёхфазного (380 V) напряжения. Причём, мощность от 6 кВт – только в трёхфазном исполнении.

Описание и принцип работы котлов

В основе работы электрического котла лежит принцип преобразования сетевой электроэнергии в энергию тепловую. Далее с помощью последней происходит нагрев теплоносителя (воды или антифриза). При этом потери в ходе трансформации электричества в тепло снижены в электрокотлахотопления до минимума в 1–3%. КПД у этих нагревательных установок достигает 97–99%.

Состоит классический электрический котел из:

  • Блока управления и защиты;

  • Теплообменника с нагревательным элементом;

  • Расширительного бака;

  • Циркуляционного насоса.

Схема устройства

При подаче электричества на нагревательный элемент происходит нагрев теплоносителя, который затем с помощью циркуляционного насоса отправляется к отопительным батареям дома. Если котел параллельно применяется и для разогревания воды в ГВС, то дополнительно устанавливается бойлер косвенного нагрева. Во втором случае возможен и вариант с двумя раздельными контурами, каждый со своим теплообменником – один для обогрева, второй для водоснабжения.

Схема отопления частного дома с электрокотлом

Современные электрокотлы, несмотря на всю их выскокотехнологичность являются довольно простыми устройства для установки. Принципиальная схема установки типового отопительного электрокотла приведена на рисунке.

схема установки электрокотла, необходимые элементы системы

Однако, по мере усложнения конструкции котла, включения в систему нагрева дополнительных контуров – усложняется и монтаж таких устройств. В развитые системы включаются не только обогревательные контуры (которых может быть несколько по числу комнат в доме), но и контур горячего водоснабжения.

Каждый контур может оборудоваться индивидуальными температурными датчиками, сливными и запорными вентилями, входным фильтром для воды-теплоносителя, циркуляционные насосы. Следовательно – монтаж системы отопления на основе электрокотла в частном доме необходимо начинать с составления подробного проекта.

В проекте должна быть отражена потребная мощность нагревательного электрооборудования, рассчитано необходимое число и длина трубопроводов для организации контуров систем отопления и горячего водоснабжения, а также все периферийное оборудование.

Важно!!!

Любая ошибка в просчетах сильно ударит по вашему карману! После составления проекта и расчета мощности осуществляется ревизия системы электропитания – при необходимости прокладываются новые провода, в распределительном щитке ставиться отдельный аварийный выключатель.

В дальнейшем монтаж системы отопления и водоснабжения производится по общим правилам строительства таких систем. При самостоятельном монтаже, как минимум на этапе расчета и составления проекта рекомендуем вам воспользоваться консультациями специалистов.

Как выбрать и на что обратить внимание?

При выборе энергосберегающего электрокотла специалисты рекомендуют обратить внимание на ряд следующих особенностей:

  • габариты техники;
  • соответствие мощности котла площади обогреваемого помещения;
  • степень вибрации включенного прибора;
  • встроенная автоматика;
  • показатели экономичности;
  • возможность управления режимом температуры в отдельно взятых помещениях;
  • цена электрокотла и стоимость услуг по монтажу.

ВАЖНО! Если вы хотите приобрести доступный по цене агрегат, который легко обслуживать, лучшим выбором может стать котел, оборудованный ТЭНом.

Элементы нагрева в нем подлежат замене каждые 5-10 лет.

Тем, кто ценит компактность, следует присмотреться к электрическим котлам индукционного и ионного типа.

Читайте также:  Лучшие печи для русской бани: топ 10 моделей 2020 года

Электродные котлы

Наверняка вам приходилось сталкиваться с самой простой самодельной модификацией кипятильника, изготовленного всего из двух лезвий. В электродном котле реализован тот же принцип, основанный на проводимости воды, если в ней присутствуют соли различных металлов. В этом, правда, заключается и один из основных недостатков такого типа котлов – в них нужно использовать в качестве теплоносителя специальную, обогащенную солями воду, в обычной воде концентрация солей достаточно низкая, а с дистиллированной водой котел просто не включится. При этом скорость, с которой будет нагреваться вода, напрямую зависит от её химического состава – некоторые производители даже указывают желаемые показатели в паспорте. Со временем, из-за работы, потому что в горячей воде соли постепенно выпадают в осадок (задерживается фильтром, это тоже надо учитывать при установке системы), проводимость теплоносителя будет падать вместе с ней – эффективность всей системы.

Электродный котел

Электродный котел – это металлическая труба, покрытая изоляционным слоем, внутрь которой помещают стальной электрод, на который от сети подключается фазный провод. Вторым электродом выступает корпус, к которому подключается нулевой электрод. С торцов труба герметично закрывается, а сбоку привариваются патрубки для подсоединения трубопровода системы отопления. При подачи напряжения 220 В вода, заключенная между электродом и главным корпусом, начинает интенсивно нагреваться. Чтобы увеличить эффективность нагрева, используют трехфазную сеть — внутри устанавливают сразу несколько электродов, что позволяет получить котел достаточно компактных размеров. Вода из системы, поступая через нижний патрубок, нагревается и через верхний выдавливается в систему. Если протяженность трубопроводов незначительная, то в системе отопления одноэтажного дома можно не устанавливать циркуляционный насос.

Принцип работы электроводонагревателя электродного типа

Совет! Если одного электродного котла недостаточно для нагрева теплоносителя, надо купить и последовательно подключить второй.

Если сравнивать электродный котел и ТЭНовый, то видно, что эффективность работы первого выше (порядка на 30%). Вызвано это тем, что в ТЭНовых котлах отопления процесс нагрева теплоносителя (воды) протекает только в области, где она непосредственно соприкасается с нагревательным элементов, что позволяет задействовать всего 7-10% объема теплоносителя, что находится в котле. В электродном же котле процесс нагревания жидкости осуществляется по всему объему рабочей камеры.

Отметим недостатки, характерные для электродных котлов:

  • нет возможности управлять мощностью котла, изменяя подаваемое напряжения – он будет постоянно работать на максимуме. Регулировка температуры воды (и как следствие – температуры в доме) осуществляется за счет периодического включения/выключения котла комплектом автоматики

Регулировка температуры воды электродного котла происходит за счет автоматики отключения

  • при равной мощности цена выше, чем у ТЭНовых образцов
  • обвязка электродного котла более сложная, чем у ТЭНового
  • необходимость периодической чистки электродов, на которых будет образовываться накипь

Индукционный электрический котел для частного дома

Сразу отметим его высокую на первый взгляд стоимость, которая через непродолжительное время окупается за счет экономии электроэнергии. Кпд такого устройства составляет 99%. Это позволяет использовать его более эффективно в системе горячего водоснабжения с подключением системы теплых полов. Производители дают гарантию на его надежную эксплуатацию до 30 лет.

Принцип работы

Метод основан на явлении магнитной индукции, создающей прямой и бесконтактный нагрев сердечника индуктора (катушки) от электросети промышленной частоты индивидуальными источниками питания — генераторами и преобразователями.

Простейшим индуктором с косвенным нагревом выступает изолированный проводник в виде спирали, расположенной, как правило, вокруг металлического (обычно медного) сердечника. Протекание по катушке электротока индуцирует в сердечнике вихревые замкнутые токи, которые проходят по закороченному тоководу металла сердечника с высокой проводимостью, вызывая его нагрев, непосредственно передаваемый теплоносителю.

Холодная вода заходит в нижний патрубок, проходит вокруг катушки к нагреваемому токами сердечнику, забирая от него тепло. Нагретая жидкость через верхний выходной штуцер поступает в систему горячего водоснабжения.

Состав

В комплектацию индукционного котла отопления также входит циркуляционный насос, блок безопасности, схема управления.

Индукционные конструкции для повышения мощности могут объединяться и состоять из нескольких стандартных последовательно подключенных устройств.

Таким образом, чтобы выбрать электрический котел для частного дома следует учесть:

  • площадь обогреваемых помещений, которая потребует порядка 10 квт мощности на 100 квадратных метров площади при средней высоте этажа и хорошей тепловой изоляции комнат;
  • конструкцию электрического котла;
  • материальные затраты и стоимость профилактических и ремонтных работ;
  • срок монтажа оборудования;
  • предоставляемые гарантии.

Из опыта эксплуатации замечено, что владельцы многоэтажных коттеджей предпочитают устанавливать современные индукционные котлы, а проживающие в хрущовках жильцы часто пользуются электродными конструкциями. Электрические котлы на ТЭНах в комбинации с обогревом на твердом топливе чаще используют дачники и сельские жители для отопления частного дома.

Читайте также:  Где расположить камин: возможности и практика.

Статьи по теме:

  • Твердотопливные котлы длительного горения — пиролизные и пеллетные

    Сегодня поговорим о твердотопливных котлах длительного горения, пиролизных и пеллетных котлах, попробуем разобраться, так ли они хороши. Что это…

  • Ремонт конденсатосборника газового котла

    В статье представлена информация о причинах неисправности, способах определения поломки и ремонт трубки с конденсатосборником турбированного…

  • Требования к помещению для установки газового котла в частном доме

    Требования, предъявляемые к помещению, в котором будет установлен газовый котел. Какой должна быть котельная? Вопросы высоты потолка, объема…

  • Типы розжига в газовых котлах

    Какие варианты розжига предусмотрены в современном котельном оборудовании? Подробное рассмотрение пьезорозжига и электророзжига. Какой вариант более…

  • Котел на отработанном масле: эффективное решение для отопления теплицы, гаража

    Часто возникает вопрос, чем обогреть теплицу, гараж или другие хозяйственные постройки. Если нет возможности, подключится к городской котельной, то…

Как устроен электродный котел отопления?

Простота принципа работы такого котла предопределяет и весьма несложное устройство самого нагревательного прибора. Несмотря на достаточно широкое разнообразие представленных в наше время в продаже моделей, практически все они и внешне схожи между собой, и имеют примерно одинаковую компоновку.

Разница лишь – в некоторых нюансах внешнего исполнения в различных производителей, и в особенностях управляющей аппаратуры (которая, по сути, чаще всего уже котлом не является и приобретается отдельно).

Электронные котлы могут быть предназначены для работы от сети переменного тока 220 В, или от трехфазной – 380 В. Это предопределяет некоторое различие в их конструкции.

Рассмотрим для начала, как устроен однофазный котел.

Он представляет собой металлический корпус цилиндрической формы (поз. 1). Этот отдел служит не только для обеспечения протока теплоносителя – металлические стенки корпуса играют роль одного из электродов. Для этого на корпусе предусматривается клемма подключения «нулевого» провода (поз. 2). На рисунке показано упрощённо, но часто эта клемма расположена скрыто, так как убрана в коммутационный блок котла.

Цилиндрическая часть корпуса с одной стороны заканчивается патрубком для подключения к трубе подачи отопительного контура (поз. 3) – именно отсюда в систему будет поступать разогретый в котле теплоноситель (показано розовой стрелкой). Подача же теплоносителя осуществляется через другой патрубок, расположенный перпендикулярно оси главного цилиндра (поз. 4 и голубая стрелка соответственно).

Ровно по центру главного рабочего цилиндра размещен второй электрод (поз. 5). Естественно, должен соблюдаться необходимый зазор между ним и стенками – именно в этом промежутке и будет происходить быстрый нагрев теплоносителя. С этой стороны рабочий цилиндр заглушен – здесь размещён блок коммутации, включающий и клемму для подсоединен ия фазного провода. (поз. 6).

На рисунке, просто для наглядности, показан своеобразный «макет», котел самодельного изготовления. Естественно, в моделях заводской сборки все это выглядит более аккуратным.

Отличия в трехфазных моделях, по сути, только в конструкции электродов, и в связанном с этим увеличением габаритов всего изделия.

На корпусе котла все равно предусмотрено клеммное подключение, оно предназначено для коммутации провода нуля и заземления. А внутри рабочего цилиндра расположены три электрода (по числу фаз), которые конструктивно размещены на общей диэлектрической колодке на равных расстояниях – по углам равностороннего треугольника.

Электроды являются заменяемой деталью котла – их, в случае выхода из строя, можно заменить на новые.

Безусловно, в той области, где рабочий центральный цилиндр заглушен блоком коммутации, предусмотрена надежная гидро- и электротехническая изоляция. В заводских моделях, чтобы минимизировать вероятность получения обитателями квартиры электротравмы, корпус покрыт специальным изоляционным полиамидным составом.

Габариты электродных котлов могут сильно различаться – от миниатюрных нагревателей, которые обслуживают всего один или несколько радиаторов отопления, до мощных установок, способных обеспечить теплом крупное строение. Нередко такие котлы объединяют в своеобразные «батареи» с параллельным подключением, и запускают в работу одновременно или выборочно, по мере появления необходимости в поддержании большей или меньшей мощности обогрева.

По сути, у большинства моделей котлов на самом корпусе больше никаких управляющих или дополнительных устройств и нет. Все функции контроля и управления вынесены в отдельные модули различной степени сложности.

Как устроен электродный котел отопления?

Самый простой набор управляющего оборудования комплектуется термодатчиком, устанавливаемый на трубе подачи и контролирующий степень разогрева теплоносителя. Более точный системы уже имеют два датчика – на входе и выходе в котел. На пульте управления выставляется необходимый уровень нагрева, и автоматика будет подавать питание на электроды, исходя из текущих значений с учетом их гистерезиса (установленного диапазона).

Существуют и гораздо более сложные схемы контроля и управления – они являются «фишкой» некоторых производителей подобного оборудования. В основном они рассчитаны на поддержание комфортных условий при минимально возможных энергозатратах.

Как устроен электродный котел отопления?