Ионный тепловой котел: особенности системы, возможные проблемы при эксплуатации

Когда встает вопрос о выборе типа котла, владельцы жилья анализируют все возможные варианты. Самым популярным в наше время является газовое отопление. Но бывают места, куда еще не дошли газопроводы. Система на твердом топливе не дает постоянства температуры и требует постоянного участия хозяина для подсыпки горючей смеси.

Кроме того оно требует специального места для хранения дров, брикетов или угля. Вариант с жидкими горючими смесями также требуют места под емкость в несколько кубов, дорогостоящие в монтаже и трудные в регулировке. Перебрав все вышеперечисленное, приходят к последнему варианту – использовать для обогрева электричество. Оно обладает рядом преимуществ: обеспечивает постоянную температуру в доме, не требует затрат по площади, легко регулируется работа системы. В последнее время популярность набирает отопление ионными котлами.

Ионный котел: общие сведения, принцип работы

Изначально ионные котлы являлись устройством оборонной промышленности и эксплуатировались на подводных лодках. Его особенности: компактное устройство, не требующее вытяжки, бесшумное, энергоэффективное. Только при развале Советского Союза в 90х годах ХХ века, когда все что можно было продать, даже со стороны военных, уходило на прилавки, устройство получило гражданское распространение.

Работа устройства базируется на прямом взаимодействии электротока с теплоносителем. Изначально прототипом была схема кипятильника на основе двух лезвий.  Как известно, проходя между катодом и анодом, ток повышает температуру окружающего вещества. Если же устройство подключается к переменному току, то этот процесс ускоряется. При смене зарядов на электроде, где частота 50 раз в секунду, не наблюдается электролиза. А повышение температуры в жидкости провоцирует подъем давления, что приводит к появлению циркуляции теплоносителя.

Обратите внимание: изначально прибор рассчитан на морскую воду – жидкость в системе, имеющая сопротивление более 3 тыс.Ом не нагреется.

Стоит понимать, что не так поста реализация этой схемы отопления как может показаться. Важным является подготовка системы: правильный расчёт количества и объема радиаторов, разводка нестандартного типа, подбор теплоносителя. Также потребитель изначально сталкивается с тем, что его требования завышены.

Реальность применения электрокотла

Правда о КПД

Всем известно, что электроэнергия в процессе отопления переходит в тепловую практически на 100%. При этом способ которым производят преобразование одной энергии в другую не важен: тепла не становится больше. Например, если для отопления дома нужно 15 кВт, то не зависимо от применяемого устройства (котел на основе ТЭНа, газовый или ионный), этот объем будет поглощен.

Важно: не верьте рассказам продавцов, что в таком электрокотле 1кВт превратиться в 2кВт. Помним закон сохранения энергии: она не берется из ниоткуда и никуда не уходит, а лишь преобразуется из одного состояния в другое.

В итоге мы сталкиваемся с тем, что медленный электролиз способен даже снизить реальное КПД в ионном котле, по сравнению с ТЭНами.

Подготовка теплоносителя.

Имейте ввиду: эксплуатация ионного котла требует соблюдения норм минерализации жидкости в системе.

Самостоятельно приготовить раствор для заливки в трубы довольно проблематично, так как важна точность до миллиграмма. Так как требуемый дистиллят является диэлектриком, потребитель сталкивается с проблемами: при переизбытке ионов (соль, сода, кислота или щелочь переложили) выбивает пробки счетчика; при недостатке котел будет работать в пустую – не наберет мощности и теплоноситель останется холодным. Таким образом, для подготовки воды потребуется такой прибор как кондуктометр. Который будет необходим постоянно, так как в процессе эксплуатации нужно регулировать состав. При этом для первичного запуска системы лучше вызвать специалистов, которые приедут с передвижной лабораторией и точно вымеряют и подготовят смесь для конкретного дома.

Следующий «сюрприз» самостоятельного подбора смеси в съедании добавками системы изнутри.

Важно: применять электродные котлы на чугунной основе не рекомендуется. Применение алюминиевых радиаторов приводит к окислению, что выводит теплоноситель из строя при температуре  около 60^оС уже за 1 день.

Если решено покупать котел в комплекте с наполнителем от производителя, то стоит учесть его немалую стоимость (около 25$ за 10л). Такой антифриз обладает повышенной текучестью, поэтому при малейших микротрещинах на стыке труб он начинает подтекать. Кроме того, перед заливкой его в отопление обязательно нужно помыть ее специальным ингибитором (около 7$). В процессе эксплуатации ежегодно нужно вызывать специалистов для лабораторного контроля и корректировки состава.

Необходимое оборудование

Комплектующие для ионного котла также нужно специально подобрать. Это циркуляционный насос, расширительный бачек, терморегулятор, группа безопасности, кондуктометр, электроды. Причем последние требуют тщательного ухода. С чем это связано?

Рассмотрим все особенности:

• Электрод очень чувствителен к образованию накипи или прилипанию шлама, появляющегося в системе впоследствии окислительных реакций. Чистить элемент наждачкой требуется регулярно 1 раз в месяц. Если так не делать, то «осадок» на электроде приводит к понижению электропроводности при этом теплоноситель греется не более 40^оС. Как следствие автоматика не отключает потребление электроэнергии, возникает перегрев на входе и выбивает автомат.
• Если водоподготовка была проведена неточно или не выполнено межсезонное ТО (избыток соли, щелочи), то электрод выгорает. Такая авария обойдется примерно в 70$.

Имейте ввиду: при работе ионный котел вырабатывает статическое электричество. Поэтому обязательно делают заземление на всю отопительную систему. 

Плюсы и минусы

Если изучить публикации про электродные колы, можно встретить много противоречивой информации. Производители, а даже в большей степени, продавцы, которые хотят «улучшить» свой товар зачастую приукрашивают действительность. Проведем анализ положительных утверждений.

•  Бесспорно, что КПД таких котлов около 100%. Но утверждение, что они на 30% эффективней ТЭНов – миф. Конечно, последний требует большего времени для первичного нагрева, но в целом работа системы и в первом и во втором случае одинакова.
• При одинаковой мощности работы, у ионных котлов габариты меньше и они легче своих электрических собратьев.
• Такой котел не требует дымохода – так же как и все электроаналоги.
• Нет вероятности внутреннего перегрева элементов при утечке теплоносителя. Так как электроды контактируют только через жидкость, при ее отсутствии система не работает – цепь разомкнута.
• Так как вода нагревается быстро до очень высокой температуры, то давление создается автоматически. Это позволяет системе работать без помпы. Такое утверждение не верно, так как при отсутствии насоса часть энергии будет уходить на циркуляцию, что снижает эффективность нагрева. И само давление значительно повышается на начальном этапе, когда есть разность во внутренней температуре. В условиях поддержания установленного режима этот процесс идентичен остальным котлам.

•  Инертность котла минимальная, следовательно при точной настройке экономится электроэнергия. Не совсем так. Да, инертность маленькая, так как сам агрегат небольшой, жидкость быстрее нагреется в меньшем объеме. Но энергозатраты зависят от внешних условий – квадратуре помещения, теплоизоляции. Точность настройки также на процесс затрат не очень влияет: если система будет чаще включаться и выключаться сказывается на расходниках. Кроме того, настройка обычного котла гораздо проще, так как качество электролита имеет свое влияние на все отопление.
• При перепаде напряжения работа котла не остановится, изменится только мощность нагрева. Это утверждение верно и для любых других котлов. Так как перепад напряжения сказывается только на электронных устройствах, которые контролируют работоспособность.
• Ионные котлы можно использовать как дополнительные для поддержания температуры в контуре отопления на твердом или жидком топливе. Такая практика известна. Но опять же стоит учесть требования к теплоносителю. При параллельном подключении нескольких типов котлов возможна их ступенчатая регулировка нагревателей.

• С экологической стороны – устройство абсолютно безвредно. Конечно, любой электрокотел не дает никаких выбросов в окружающую среду. Однако его специальный теплоноситель требует правильно утилизировать отработанную жидкость, так как в нем часто содержатся токсичные вещества. Выливать такую смесь в канализацию или почву запрещено.
• Среди аналогов такой агрегат дешевле. Это имеет место быть. Но чаще всего цена на отопительный прибор такого рода указана без комплекта автоматических блоков для регуляции работы системы. А без этого котел потеряет свою заявленную продуктивность, кроме того бесконтрольный нагрев может привести к аварии. ТЭНовое устройство продают в полной комплектации с термостатами, автоматами, датчиками давления. Поэтому их стоимость в разы отличается.

Наряду со спорами о плюсах, существует ряд отрицательных сторон применения подобных устройств, которые также стоит рассмотреть детально:

•  Для указанной продуктивной работы нужен переменный ток. В случае поступления постоянного начнется электролиз с последующим распадом теплоносителя. Но это скорее не недостаток, а требование к организации работы системы. Ведь у каждого прибора свой источник питания и, например, мы не будем пытаться подключать будильник к электросети вместо использования батарейки.
• Необходимость применения в связке с таким котлом циркуляционной помпы. Этот «недостаток» присущ всем типам котлов, так как без такого оснащения не добиться равномерности и эффективности обогрева дома.
• Нужно применять специальный по составу теплоноситель. Этот аспект со всеми тонкостями самостоятельного изготовления и контроля состава довольно трудозатратный. Но можно приобрести вместе с котлом уже готовую жидкость, выпускаемую на том же заводе. Другое дело, что полную замену всей смеси нужно производить ежегодно, так как электротехнические свойства при эксплуатации меняются.
• Ионный котел можно установить не на любую систему отопления, так как их рекомендовано применять только с биметаллическими элементами. В комплексе с алюминиевыми элементами при использовании в качестве материала для радиаторов вторсырья, есть угроза нарушения состава электролита. Это происходит из-за присутствия в металле примесей, взаимодействующих с элементами раствора.

Отдельная история с чугунными радиаторами – это категорическое «нет». В первую очередь из-за их теплоемкости котлу придется работать без остановки. Во вторую, сам материал пористый, под действием жидкости быстро пойдет процесс коррозии. Что также сказывается на качестве внутреннего наполнителя системы.

Обратите внимание: в качестве исключения допустимо применение чугунных элементов от европейских производителей. Они меньше по объему и материал более качественный.

1.  Важно применение заземления. Это не рекомендация как на всех электросистемах, а необходимость для работы. Так как металлический корпус также является действующим элементом, утечка напряжения неизбежна. При отсутствии заземления защитное реле будет постоянно выключать питание.
2. Следует учитывать максимально допустимую температуру нагрева электролита 75^оС. это также является спецификой работы агрегата. Если повысится, произойдет перерасход энергии, не повышающий мощность. Поэтому за процессом нагрева следит автоматика.
3. Электроды нужно периодически менять, так они «зарастают» налетом, который препятствует нормальному функционированию отопления.
4. Нельзя применять ионный котел в открытой системе. При постоянном доступе кислорода, коррозийные свойства теплоносителя увеличиваются, а его состав изменяется.
5. Проблемы регулировки при первом запуске. Как правило, для этого нужно приглашать специалистов. А также при ежегодной смене жидкого состава

Отзывы

Помимо описания работы устройства от производителя, продавца и специалиста по отоплению, всегда хочется знать мнение рядовых пользователей подобных систем. Рассмотрим некоторые из них.

«Разрекламированной мощности не выдает: доходит до 100Вт/м². Проблема с заменой теплоносителя, который нужно регулярно обновлять, что дороговато. Через год эксплуатации заменили на ТЭНовую систему».

«Вопреки описаниям производителя, при повышении температуры возрастает сила тока. Запускали на заводской смеси».

«Реклама утверждает, что расход энергии 0,5кВт. На практике посчитав все сопутствующие расходы, например, работу насоса, получаем 45Вт/сутки. А еще теплопотери не вошли в учет».

«Я продавец ионных котлов. За два года продаж не было ни одного возврата».

«Может в оборонной промышленности они и актуальны. Но в быту не рекомендую. Изначально убивается вся система отопления смесью теплоносителя. При этом очень быстро приходят в негодность насосы. А опасность удара током в случае неправильного заземления или его отсутствия (возможна смерть)».

« На рынке есть ионные котлы «Кулон». В них не требуется электролит – заливают обычную воду. Никаких особых процедур по организации работы не требует».

«Хочу рассказать свой практический опыт. Занимаюсь монтажом электродных котлов 1,5 года. По факту поглощённая энергия выдается в тепловой 1:1, то есть никаких заоблачных мощностей не ждите. Но применимый незамерзающий теплоноситель с низкой токопроводимостью но повышенной теплопередачей. Когда котел набрал температуру, он выдает больше мощности, равномерно прогревая помещение. При этом правильно организованная работа автоматов позволяет экономить электроэнергию.  Использование европейских датчиков позволяет настроить включение/выключение системы таким образом, что экономия доводится до 20%.

Что касается электролита. Заводская жидкость высокотоксичная и нестабильная (быстро приходит в негодность). Поэтому применяем собственную рецептуру из безопасных веществ».

«По всем  параметрам газ лучше и проще в использовании. Советую применять электрокотел как дополнение к дровяным, чтобы поддерживать среднюю температуру в течении суток».

«Главная проблема в ионном котле – электролит. Даже после промывки системы, после заливки вещества часто возникают проблемы. Причем после воды и тосола последствия не столь плачевные. А вот после других присадок трубоповод может забиться. Еще важно, что для подобных агрегатов нужно учитывать состояние сети. В среднем для дома около 150м² будет расход 18А с фазы».

«Есть опыт применения электродного котла в качестве нагревателя воды в шахте. При этом потребление тока 150А от 380Вт. Считаю, что для бытого применения проще и безопасней применение ТЭНов».

«Поменял отопление собственного дома. Выбрал котел латышской компании, представительства которой есть в России. Очень доволен и ценой и качеством. Как говорилось в документах расход энергии зимой в промежутке 4-8кВт на 1м². На мой дом уходит 6 кВт, что вполне приемлемо. Рад, что заменил твердотопливный котел на ионный».