Принцип работы электрического котла

Оборудование этого типа применялось ранее в автономных системах отопления кораблей и подводных лодок. Сегодня можно подбрать котел отопления по параметрам для эксплуатации в частных и коммерческих объектах. Подробная информация об этой технике пригодится будущим владельцам для наиболее рационального ее применения.

Электрический котел отопления

Принципы работы

Начальное предназначение этих устройств базировалось на присутствии в морской воде большого количества солей (ионов). При подаче переменного напряжения к такой жидкости заряженные частицы последовательно перемещаются к проводникам с разным потенциалом. Если сопротивление воды не слишком велико, достаточно напряжение и сила тока, то происходит интенсивное увеличение температуры воды.

Физика работы описана несколькими формулами. Их подробное изучение не имеет смысла для рядового пользователя. Но надо отметить следующие факты, которые могут пригодиться на практике:   

  • Потребляемая электрокотлом мощность зависит в обратной пропорции от температуры воды. Чтобы оперировать эксплуатационными параметрами, надо следить, чтобы теплоноситель нагревался выше +75°С.
  • При отсутствии примесей в жидкости количество ионов значительно сократится. Поэтому дистиллированную воду применять нельзя.
  • Наличие некоторых видов оксидов приведет к ускоренному образованию на электродах загрязнений. Именно поэтому необходимо исключить активные химические процессы в системе отопления. Они происходят, например, при использовании алюминиевых радиаторов. 
  • Электродный котел будет работать эффективно, если сопротивление воды не превышает определенного значения (при +15°С – не более 3 тыс. Ом).

Схема и принцип работы электрокотла

Конструкция нагревательного устройства

Стандартный электродный котел состоит из следующих основных частей:

  • Металлический корпус. Сварная конструкция из нескольких отрезков труб достаточно проста. В ней нет никаких механических приводов, иных сложных элементов, что повышает уровень надежности. Внешние поверхности покрывают надежными лакокрасочными покрытиями для обеспечения хорошего внешнего вида устройства и защиты от коррозии.
  • Электроды. Их изготавливают из сплавов, которые отличаются повышенной стойкостью и сохраняют свои параметры на протяжении многих лет эксплуатации.  
  • Входной и выпускной патрубки. На них есть резьбовые участки, которые используются для надежного подсоединения к системе отопления дома.  
  • Клеммы, к которым присоединяется заземление, нулевой и фазовый провод.

Конструктивное исполнение электрического котла

Возможности и преимущества оборудования

Приведем положительные особенности котлов, которые можно использовать дома при создании или модернизации системы отопления:

  • При правильной настройке и эксплуатации такое оборудование выполняет свои функции с высоким коэффициентом полезного действия, который достигает 99%.
  • Электрокотел начинает нагрев жидкости немедленно при включении. Отсутствие инерционности позволяет быстро поднять температуру теплоносителя в системе отопления до необходимого уровня.
  • Котел этого типа можно устанавливать без обязательного согласования с государственными контролирующими органами. Что необходимо, если выбирается газовое отопительное оборудование.
  • В этом случае нагревается сам теплоноситель в достаточно большом объеме. Помимо ускорения процесса это обеспечивает автоматическое отключение при отсутствии воды. Если в питающей сети будут перепады напряжения, то изменится мощность котла, но он продолжит выполнять свои функции.    
  • Так как смена полярности происходит часто, то реакции с выделением водорода и кислорода (электролиз) внутри оборудования не происходят.
  • Отсутствие специальных нагревательных элементов, механизмов регулировки повышает общую надежность и снижает стоимость оборудования.
  • Электрические котлы компактны. Для их размещения не требуется много места, поэтому не составит большого труда произвести их установку на действующем объекте недвижимости без оборудования специальной котельной, склада для хранения твердого или жидкого топлива, иных сложных мероприятий.

Электрический двухконтурный котел

Отрицательные характеристики отопительного оборудования этого вида

Главные недостатки котлов этого типа сопряжены с их зависимостью от качества теплоносителя. Отметим, что изменение электрического сопротивления жидкости существенно будет влиять на мощность. Некоторые примеси способны накапливаться на поверхности электродов и внутренних стенках корпуса, что ухудшает проводимость и соответствующие эксплуатационные характеристики. Однако такие загрязнения не оказывают на части оборудования разрушительного воздействия.

Эти котлы работают с достаточно большими токами, поэтому электропроводка должна быть рассчитана на соответствующие значения. Их устанавливают с обязательным качественным заземлением. Вряд ли можно назвать эти особенности существенными недостатками. Подобные правила следует выполнять при подключении любого электрооборудования.

Затраты при работе электрических котлов в настоящее время выше по сравнению с газовыми, или твердотопливными аналогами. Многие тенденции указывают на всё более широкое использование электричества, постепенное снижение себестоимости его производства.

Отметим сравнительно невысокие цены на котлы такого типа, низкие расходы на ремонт, техническое обслуживание, длительный срок службы. Если суммировать все реальные затраты, то может выясниться, что недостатки высокой стоимости электроэнергии будут компенсированы упомянутыми выше выгодами.

Правильный выбор оборудования

Некоторые из приведенных ниже цифр являются примерными. В каждом конкретном случае необходимо сделать поправки с учетом особенностей определенной марки котлов. Также надо понимать, что итоговая эффективность системы отопления будет зависеть от точности ее настройки, изоляционных параметров здания, режима эксплуатации объекта и других значимых факторов. Тем не менее, следующие сведения помогут не совершить ошибки при выборе подходящего оборудования:

  • Для расчета необходимых электрических параметров можно использовать такую пропорцию: одного киловатта мощности котлов такого вида хватает для полноценного обогрева жилого помещения с объемом от 50 до 60 м. куб. в климатических условиях Подмосковья. Это соответствует площади от 17,9 до 21,4 при высоте потолков 2,8 м. Общую мощность необходимо увеличить на 15-20%. Это позволит компенсировать потери тепла при сильных морозах, а также не перегружать оборудование слишком продолжительной непрерывной работой. В справочниках производителей указываются примерные площади помещений, отапливаемых приборами соответствующей мощности. 
  • Так как котлом создается большая разница температур на коротком участке, возникают силы, перемещающие жидкость внутри системы трубопровода. Таким образом, в определенных случаях не потребуется циркуляционный насос в схеме отопления. Как подтверждают отзывы практиков, такое решение вполне дееспособно. Чтобы не ошибиться, необходимо проверить точные данные в техническом паспорте вашей модели. Качественным современным котлом мощностью 2 кВт можно поднять воду на высоту от 2,5 до 3 метров при общем объеме теплоносителя системе не более ста литров.
  • Мощность котла должна соответствовать возможностям электрической сети. В этой схеме не используется устройство защитного отключения (УЗО), так как токи утечки велики, и работать правильно оно не сможет.
  • Это оборудование можно использовать в качестве вспомогательного элемента. В таком случае его подключают параллельно с действующим котлом. А расчеты проводят с учетом двух мощностей.

Монтаж и настройка оборудования

Приведем основные правила, которые используют при установке:

  • Подсоединение электродных котлов к трубопроводу осуществляется с использованием жестких, или гибких сантехнических муфт, шлангов,  иных специальных переходников.
  • Если необходимо, то устанавливают перед ним в обратной магистрали циркуляционный насос.
  • В самой верхней части системы монтируют расширительный бак.
  • Во входной магистрали перед циркуляционным насосом устанавливают фильтр механической очистки для задержания и удаления крупных нерастворимых примесей.
  • Можно контролировать температуру на выходной трубе, или непосредственно в самом помещении. Сигналы с датчиков используются для автоматического включения/выключения котлов.    
  • За ними устанавливают также специальный кран, который пригодится для добавления в систему содового раствора. 

Все процедуры не отличаются от подключения стандартного электрического нагревателя, кроме последнего пункта. Именно поэтому его мы рассмотрим отдельно. Для максимально продуктивной работы таких котлов требуется достаточная электропроводность воды. Ее создают с помощью следующего алгоритма:

  • В старые системы не имеет смысла заливать тщательно подготовленный теплоноситель. Он будет быстро загрязнен. Вначале производят промывку трубопровода с использованием средств, имеющих в своем составе ингибиторы коррозии.
  • Через кран в систему производят закачку хорошо очищенной воды (дистиллированной, пропущенной через систему фильтрации обратного осмоса). Используется максимально допустимое давление. После заполнения – удаляется воздух через краны Маевского, или специальный клапан, установленный в верхней части трубопровода.         
  • Для электрических измерений удобнее будет использовать прибор с клещевым узлом. Он помоет без разборки и присоединения к проводникам узнать нужные значения. После перечисленных действий на проводнике фазы будет показана нулевая нагрузка, так как очищенная вода не способна пропускать электрический ток. 
  • Чтобы повысить электропроводность теплоносителя до требуемого уровня в систему добавляют специальный раствор. На 200 литров воды понадобится 50-60 гр. обычной пищевой соды.
  • После его добавления примерно через час работы раствор станет однородным во всем объеме трубопровода. 
  • Клещевым прибором измеряется ток на фазовом проводе. Значения должны соответствовать данным, указанным в таблице технического паспорта котла с погрешностью не более 5%.
  • Для точной настройки используют уменьшение/увеличение концентрации соды в теплоносителе.
  • Проверку необходимо повторить после нескольких суток обычной эксплуатации оборудования.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: