Стоит ли использовать электродные котлы для отопления частного дома

Если с распространенными ТЭНовыми моделями электрокотлов все предельно ясно, то понимание принципа работы, преимуществ и недостатков электродных котлов отопления присутствует далеко не у всех. Связано это с завышенными заявлениями маркетологов, утверждающих о невероятной экономии и, наоборот, с отзывами владельцев, убедившихся, что это не совсем так.

На деле же электродные котлы – это обычные электрокотлы, несколько отличающиеся принципом действия, компактными размерами и более низкой стоимостью. Но стоит ли использовать именно их для отопления частного дома и насколько правдивы все существующие мнения, выясним, разобрав принцип работы и отличия от стандартных ТЭНовых электрокотлов.

Читайте в статье

Что из себя представляют электродные котлы отопления

Электродные котлы отличаются компактными размерами, маломощные однофазные модели едва превышают диаметр магистралей отопительной системы и не требуют места вокруг себя, поэтому могут быть установлены абсолютно в любом месте. Но стоит учитывать, что они представляют из себя всего лишь теплообменник, в отличие от ТЭНовых моделей в моноблочном корпусе требуют отдельной покупки расширительного бака, циркуляционного насоса, группы безопасности и прочих элементов отопительной системы.

Устройство и принцип работы

Действие котлов основано на прямом нагреве посредством электролиза. В корпусе на определенном расстоянии друг от друга расположены электроды: катоды, притягивающие при подаче постоянного тока положительно заряженные ионы воды, и аноды, притягивающие отрицательно заряженные ионы. Но при подаче на электроды переменного тока они сменяют полярность 50 раз в секунду (стандартная частота тока 50 Гц), что вызывает постоянно движение ионов воды. За счет высокого сопротивления среды, кинетическая энергия движущихся ионов преобразовывается в тепловую и теплоноситель быстро нагревается.

В технической литературе электродные котлы также называют электрокотлами прямого нагрева, поскольку теплоноситель нагревается напрямую, посредством прохождения через него тока, а не через нагрев ТЭНа, который потом нагревает воду.

С одной стороны такой принцип нагрева не подразумевает образование накипи и КПД ионных электрокотлов остается неизменным на протяжении всей службы, в то время как КПД ТЭНовых моделей за счет образования накипи при использовании в качестве теплоносителя жесткой воды со временем снижается до 90 или даже 80% (от изначальных 99%). С другой же стороны воздействие электрического тока усиливает процесс коррозии всех металлических элементов водяного контура отопительной системы.

Для работы электродных котлов необходим недистилированный и нефильтрованный теплоноситель, который будет выполнять роль электролита. Это может быть обычная водопроводная вода, пропиленгликоль или этиленгликоль. Практически все производители ионных электрокотлов выпускают собственные теплоносители и рекомендуют использовать именно их (тут часто бывает и подвох, т.к. при использовании иного теплоносителя слетает гарантия, это прописано в паспорте большинства моделей).

Использование в качестве теплоносителя дистилированной воды, антифриза или масла недопустимо.

Стоит ли их использовать для отопления частного дома: разбираем известные утверждения и заблуждения

• Электродный котел гораздо проще и дешевле в монтаже, поскольку нет необходимости в организации дымохода и вентиляции. Кроме того, его установка не требует согласования.

Это действительно так, однако любой электрокотел не требует отдельного помещения под котельную, особого покрытия стен, организации дымохода, приточной и вытяжной вентиляции. Процесс организации системы отопления с котлом ионного типа действительно более простой, но не настолько как при использовании ТЭНовых аналогов, которые уже имеют в своем корпусе все необходимые узлы системы отопления (достаточно подключить лишь подачу и обратку).

Еще один пример полноценной системы отопления с недорогим электродным котлом.

Касательно согласования, то все зависит от мощности. Любые электрокотлы мощностью более 10 кВт требуют обязательного согласования со службами Энергонадзора. Также важно понимать, что любые электрокотлы мощностью свыше 6 кВт необходимо подключать к трехфазной электросети.

• Электродные котлы имеют более высокий КПД, они экономичны и потребляют на 30-50% меньше электроэнергии.

КПД всех современных электрокотлов более 99%, поэтому подобные заявления это всего лишь маркетинговый прием или сравнение с крайне старыми моделями, которых уже как минимум несколько лет нет в продаже.

Однако в заявлении есть и доля истины, поскольку из-за образования накипи при использовании в качестве теплоносителя жесткой воды КПД ТЭНовых моделей со временем снижается до 90 или 80%: для подогрева теплоносителя через слой накипи необходимо больше времени и энергозатрат. КПД ионных котлов остается стабильным на протяжении долгого времени.

Также на экономичность серьезно влияет функциональность автоматики. Автоматика ионных моделей более простая и уступает ТЭНовым, где в моделях среднего ценового сегмента и выше присутствуют энергосберегающие ночные режимы, возможность программирования режима работы на неделю вперед и т.д. Решить проблему можно с помощью комнатного терморегулятора стоимостью 2 000-4 000 тыс. руб., но опять таки, это дополнительные расходы, нивелирующие основное преимущество электродных котлов – низкую стоимость.

Настенный комнатный терморегулятор для электрического котла.

• Надежность и срок службы электродных моделей выше.

При грамотной, соответствующей требованиям, эксплуатации это от части так, поскольку электродные котлы имеют максимально простое устройство и какая-либо неисправность в первые 12-15 лет эксплуатации – редкость.

В то же время, единственной уязвимой деталью ТЭНовых моделей является сам нагревательный элемент – ТЭН. При использовании некачественного теплоносителя он подлежит замене спустя 3-5 лет, при использовании подготовленного, очищенного и умягченного теплоносителя – до 8-10 лет.

• Электрические котлы ионного типа более безопасны.

При аварийной ситуации это действительно так и обосновывается принципом работы, поскольку при утечке теплоносителя или отключении электроэнергии, электроды попросту перестанут работать. При подаче питания они снова возобновляют работу без вмешательства человека. ТЭНовые модели при отсутствии защиты от перегрева не перестанут работать при утечке теплоносителя, что приведет к разрушению.

Но дело в том, что сегодня даже многие бюджетные ТЭНовые электрокотлы имеют защиту от перегрева, режим предотвращения замерзания, защиту от блокировки циркуляционного насоса. Поэтому это крайне спорное утверждение.

Эффективность и критерии выбора энергосберегающих электрокотлов отопления

Большинство электродных моделей стоят в пределах 4-9 тыс. рублей, в то время как стоимость ТЭНовых – от 19 до 29 тыс. за наиболее распространенные модели среднего ценового сегмента.

Низкая цена котлов ионного типа действительно является весомым преимуществом, но часто переоценивается покупателем. Стоит учитывать, что для организации системы придется отдельно докупать расширительный бак, группу безопасности, циркуляционный насос и прочие узлы, уже имеющиеся в корпусе моделей с трубчатым электронагревателем. А это еще 5-10 тыс. руб., для достижения большего комфорта и экономии также необходим функциональный электронный терморегулятор – еще 2-4 тыс. руб.

Сложности при эксплуатации

Подводя итог: если вы не готовы к дополнительным работам по монтажу и особенностям экусплуатции электродных котлов, лучше доплатить 20-30% стоимости и выбрать ТЭНовый электрокотел, что мы и рекомендуем сделать. На сегодня они занимают около 90% рынка электрокотлов. Но при грамотном подходе имеет место быть и выбор в пользу котлов ионного типа, преимущества и недостатки которых подытожены ниже.

Отзывы о бытовых электрокотлах ионного типа: преимущества и недостатки

Преимущества

Недостатки

Стабильно высокий КПД на протяжении длительного времени Все элементы отопительной системы необходимо докупать отдельно Низкая стоимость, на 20-30% ниже с учетом всех необходимых для организации системы отопления элементов и на 50-60% ниже при сравнении сами котлов Посредственная автоматика, уступающая по функционалу ТЭНовым моделям среднего ценового сегмента и выше Отсутствие любых неисправностей в виду максимально простого и надежного устройства Дополнительные трудности в эксплуатации: выбор теплоносителя и необходимость в его регулярной смене, ограниченный выбор радиаторов отопления, необходимость надежного заземления Простота монтажа Использование исключительно в системах отопления закрытого типа Самые компактные размеры Более быстрый на 30-40% нагрев теплоносителя

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Галан

Наиболее распространенный российский производитель электродных котлов. Имеет самый широкий модельный ряд и варианты мощности: от маломощных 2-3 кВт-ных моделей для обогрева небольших помещений до мощных 36 кВт-ных ионных котлов. Электрокотлы отличаются одними из наиболее бюджетных ценами быстрым нагревом, бесшумной работой. Из недостатков – ступенчатая регулировка мощности и дорогой, рекомендуемый производителем, теплоноситель (около 2 200 рублей за 20 л).

Модельный ряд представлен не только компактными «Очаг», «Гейзер» и «Вулкан», но и моноблочными «Галакс», в корпус которых уже установлены расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр.

Стоимость: 4 000-13 000 руб. за компактные и 29 000-30 000 за моноблочные модели.

Еще один российский производитель, аббревиатура расшифровывается как «Энергосберегающие отопительные установки».

Модельный ряд представлен электрокотлами мощностью от 1 до 36 кВт. Электродные ЭОУ отличаются долговечностью (заявленный производителем срок службы и вовсе 30 лет) и функционированием от обычной водопроводной воды. Недостатками являются посредственная автоматика, более высокие цены и посредственная доступность, поскольку производитель представлен в самой малой части магазинов рынка отопительного оборудования.

Стоимость: 4 600-15 000 руб.

Beril

Известный латвийский производитель SIA “BERIL”. Несмотря на более высокую стоимость, электродные котлы Beril являются одними из лучших для отопления частного дома, поскольку отличаются высокой надежностью, качеством сборки и главное – многофункциональной экономичной автоматикой. Имеется плавная поградусная регулировка мощности, несколько экономичных режимов работы, возможность подключения внешних датчиков температуры или GSM-модуля, статистика потребления электроэнергии.

Также имеются характерные ТЭНовым моделям защита от перегрева и режим предотвращения замерзания.

Стоимость: 4 450-25 000 руб.

Котерм

Еще один российский производитель отопительного оборудования. Наиболее удачной моделью считается Котерм «Дачник М», отличающейся максимально компактными размерами, качеством сборки и надежностью, быстрым нагревом теплоносителя. Известные недостатки – это посредственная автоматика со всего лишь 3-х ступенчатой регулировкой мощности и ограниченным функционалом, а также необходимость использования исключительно фирменного теплоносителя Котерм Эко.

Стоимость: 8 800-11 000 руб.

Что выбрать: тэновый котел или электродный

Для отопления частных жилых домов используется электрическое оборудование, подключаемое к бытовой или промышленной сети переменного тока. Детальный анализ принципа работы и технических параметров позволяет выяснить, какой котел лучше — ТЭНовый или электродный. От корректности выбора нагревательного прибора зависит надежность работы контура отопления, смонтированного в здании.

Принцип работы

Нагревательные устройства для систем отопления, подключаемые к электрической сети, подразделяются на 2 категории по принципу действия:

• с трубчатым электрическим нагревателем (ТЭН);
• с электродным блоком.

ТЭНовый котел

В стандартном оборудовании для повышения температуры жидкости используется нагревательный элемент.

Прогрев спирали происходит за счет прохождения тока в соответствии с законом Джоуля-Ленца.

1. Отсутствие контакта деталей, находящихся под напряжением, с рабочей жидкостью. Конструкция отличается высокой электробезопасностью, отсутствие токов утечки позволяет ввести в цепь питания защитный блок УЗО.
2. Мощность оборудования постоянна, параметр не зависит от температуры и химического состава жидкости. Мощность меняется только в результате колебаний напряжения в сети.
3. Конструкция нагревателя допускает плавное или ступенчатое изменение мощности, что устраняет резкий скачок напряжения в сети в момент включения или отключения оборудования.
4. Поломка ТЭНа не приводит к остановке установки, поскольку в конструкции предусмотрены дополнительные нагреватели.
5. Допускается эксплуатация оборудования при повышенной температуре жидкости. Степень перегрева определяется механической прочностью металлического резервуара и отходящих от нагревателя трубопроводов.

Электродное оборудование

В электродном оборудовании через рабочую жидкость пропускается электрический ток, в конструкции котлов предусмотрены металлические электроды, к которым подведена фаза. К корпусу установки подключается нулевой провод.

Нагрев теплоносителя осуществляется в рабочей камере за счет прохождения электрического тока, жидкость циркулирует под воздействием насоса или естественным путем. В качестве рабочего вещества используются незамерзающие жидкости на основе пропиленгликоля или этиленгликоля с добавлением ингибиторов коррозии.

1. В конструкции отсутствуют элементы, способные выйти из строя. Оседание накипи на поверхности бака или электродов приводит к снижению эффективности работы котла, но не срока его службы.
2. При отсутствии рабочей жидкости установка не перегревается, поскольку ток не проходит через воздушный зазор между электродами.
3. Электродные нагреватели отличаются уменьшенными габаритами и низкой стоимостью (разница со стандартными изделиями возрастает по мере увеличения мощности установок).

Сравнение КПД

КПД электродного котла и устройств с нагревателем ТЭН одинаков, параметр находится в пределах 95-98%. Но для нагрева жидкости в оборудовании с электродами до необходимой температуры требуется 1-2 минуты, что в 3-5 раз быстрее, чем в стандартных установках.

Ускоренный прогрев обеспечивается тепловым воздействием на весь объем рабочей жидкости, помещенной в камеру котла. В изделиях с ТЭН повышается температура части жидкости, контактирующей с поверхностью металлического нагревательного элемента (до 10% от объема жидкости в рабочей камере).

Вода циркулирует по контуру отопления, обогревая помещение. Температура жидкости снижается, поэтому котлу с ТЭН для прогрева до заданной температуры необходимо прокачать воду в 5-6 раз больше, чем установке с электродами.

При одинаковой мощности затраты электроэнергии у установок отличаются в несколько раз. При этом изделие с ТЭН работает с момента запуска на номинальном режиме, а оборудование с электродами набирает мощность по мере прогрева жидкости в контуре отопления.

Какие сложности в обслуживании возникают

В процессе эксплуатации оборудования с термическими элементами из строя выходит резервуар или нагревательный узел. Но поскольку в конструкции котла предусмотрено несколько ТЭНов, то нагрев воды продолжится. Владелец информируется о возникшей неприятности с помощью контрольных светодиодов. На части установок используется дисплей, на котором выводится код ошибки.

При нагреве водопроводной воды на поверхности нагревателя и бака образуется слой накипи, которая ухудшает теплообмен. Перегрев спирали приводит к сокращению срока службы, поэтому требуется периодическая промывка котла специальным раствором.

Для снижения негативного эффекта перед нагревательным блоком устанавливаются устройства, позволяющие снизить жесткость жидкости. Альтернативным решением является заправка системы отопления дистиллированной водой, которая непрерывно циркулирует в контуре.

При вытекании жидкости из резервуара питание нагревательного элемента автоматически прерывается. Но при отказе системы защиты происходит перегрев ТЭНа с возникновением опасности возгорания установки или электропроводки. При установке оборудования следует продублировать защиту от возникновения аварийных ситуаций и установить дополнительные предохранители.

Стабильность работы электродного оборудования зависит от качества теплоносителя, который в процессе эксплуатации деградирует и теряет свои характеристики. Прохождение электрического тока способствует разложению антифриза, образующиеся газы скапливаются в резервуаре.

При работе помпы в контуре отопления формируются воздушные пробки, негативно влияющие на работоспособность радиаторов. Производители электродных нагревательных установок рекомендуют проводить замену жидкости в контурах (срок службы зависит от химического состава раствора).

Что проще в использовании

Эксплуатация стандартного котла не требует подготовки жидкости или установки средств защиты от поражения электрическим током. Для включения оборудования необходимо нажать на кнопку или перевести рычаг пакетного выключателя.

Установка автоматически прогреет жидкость до заданной температуры, в конструкции котла предусматривается отдельный контур для подготовки горячей воды, которая подается через смесители в ванну или раковину.

При использовании электродных установок требуется снижение электропроводности антифриза. Поскольку электричество проходит через рабочую жидкость, то повышается риск поражения током. Защита при помощи устройств УЗО невозможна, поскольку прибор будет постоянно срабатывать, фиксируя ток утечки.

При пуске холодной установки подводимой мощности может не хватить для начала прогрева помещения. Для компенсации недостатка необходимо повышение температуры жидкости (например, при помощи трубчатого нагревателя) или увеличение электропроводности.

Наращивание проводимости при низких температурах приводит к чрезмерному росту параметра после прогрева раствора. В результате возрастает нагрузка на цепи питания и электронный блок управления. Дополнительной проблемой становится вероятность пробоя зазора между электродами, заполненного жидкостью.

В результате короткого замыкания происходит скачок тока в сети, который выводит из строя подключенное оборудование. Для организации горячего водоснабжения требуется установка второго контура, изолированного от деталей, находящихся под напряжением.

Подведение итогов

Электродные установки обладают повышенной надежностью и безопасностью в случае прекращения подачи жидкости, но оборудование требует подготовки специального раствора. При работе устройства возникают блуждающие токи, которые разрушают металлические детали конструкции.

Производством оборудования занимаются мелкие компании, при этом электродные котлы не обеспечивают экономии электроэнергии. Поэтому рекомендуется использовать в домах стандартные нагревательные устройства с ТЭН, выпущенные крупными компаниями.