Электрический отопительный котел


Как выбрать электрический котел для частного дома

Обычно для обогрева своего жилища домовладельцы используют отопительное оборудование, сжигающее различные виды твердого, жидкого или газообразного топлива. Альтернативой процессу нагрева с помощью горения может служить электричество. Если энергетическая компания выделила достаточно большой лимит потребляемой мощности, а хозяин жилища озаботился установкой многотарифного счетчика, то электричество можно использовать в целях обогрева. Нужно только знать, как подобрать электрический котел  для отопления частного дома и правильно смонтировать его в помещении котельной.

Электрический котел

Общие сведения об электрических отопительных установках

Электронагреватели появились тогда же, когда люди начали пользоваться электричеством. Любой из них работает согласно закону физики: чтобы обеспечить тепловой поток мощностью 1 кВт нужно затратить 1 кВт электроэнергии. То есть, в таких нагревателях 100% энергии переходит из электрической в тепловую. Вопрос только в том, сколько тепла котел передаст теплоносителю, а какая его часть рассеется в качестве потерь. Но и здесь есть свой плюс: эти потери в размере примерно 1—3% все равно остаются в доме, поскольку возникают при косвенном нагреве проводников и различных элементов электронных схем.

Электрический котел для отопления дачи

В действительности КПД тепловой установки, работающей от электричества, составляет 97—99%, а так называемые экономные электрические котлы отопления – просто миф или рекламный ход. Любая электроустановка, производящая тепло, работает очень эффективно, а вопрос экономии энергии целиком ложится на домовладельца. Вот перечень мероприятий, позволяющих меньше платить за отопление частного дома электричеством:

  1. Установка многотарифного счетчика энергии. Благодаря этому ночью можно использовать электричество для обогрева в 2 раза дешевле обычного.
  2. Мероприятие по установке бака – теплоаккумулятора связано с п.1, тогда днем электрический котел можно отключать.
  3. Свести потери тепла через наружные стены и кровлю к минимуму путем утепления дома.
  4. Устройство систем отопления с более низкой температурой теплоносителя – теплых полов.
  5. Автоматизация, позволяющая снизить расход электроэнергии для электрического котла отопления. Это регулирование температуры теплоносителя в зависимости от погодных условий и для поддержания необходимой температуры воздуха в каждом помещении в отдельности.

Виды электрических нагревателей

Поскольку все нагреватели являются, по сути, преобразователями электрической энергии в тепловую, то различия между ними заключаются только в способе этого преобразования. На современном рынке предлагаются следующие виды электрических котлов отопления:

  • классические котлы, нагревающие теплоноситель с помощью ТЭНов;
  • электродные водонагреватели;
  • индукционные электрокотлы.

В этом перечне отопительные установки представлены в порядке возрастания стоимости.

Электрокотлы с ТЭНами

Тепловой электрический нагреватель (ТЭН) представляет собой металлическую трубку, заполненную кварцевым песком или другим керамическим изоляционным материалом. Внутри проходит спираль из вольфрама либо нихрома, концы которой приварены к металлическим контактам для подключения проводов. Классический ТЭН выполнен в форме латинской U, провода присоединяются к двум контактам на концах устройства. Более современные изделия производятся в виде стержня с одним контактом, материал трубки – нержавеющая сталь. Вторым контактом служит корпус самого ТЭНа.

ТЭН для электрического котла

Рабочая часть котла представляет собой бак для теплоносителя, в который погружены несколько ТЭНов, их количество зависит от расчетной мощности установки. Бак может располагаться в горизонтальном или вертикальном положении, принцип работы электрического котла отопления от этого не меняется. Главное, чтобы ТЭНы были полностью покрыты водой, иначе они быстро перегреются и выйдут из строя. Как правило, современные котлы укомплектованы блоком управления, следящим за температурой и давлением воды в баке с помощью датчиков. Дополнительно установка может быть оснащена собственным циркуляционным насосом. Все это оборудование находится в металлическом ящике, имеющем привлекательный эстетический вид.

Устройство электрического котла отопления

При запуске и прогреве системы контроллер включает все ТЭНы одновременно, потребление энергии в это время самое высокое. При достижении температуры, выставленной термостатом или на дисплее, нагрев прекращается и дальше температура воды может поддерживаться включением одного или двух ТЭНов. Чтобы продлить их ресурс, в системе отопления лучше использовать обессоленную или дистиллированную воду. Тогда на рабочей поверхности трубок будет меньше отложений.

Бытовой электрический отопительный котел для дома с ТЭНами имеет такие недостатки:

  1. Длительный нагрев воды обусловлен тем, что тепло от спирали поступает не напрямую к воде, а через материал изоляции и стенки трубок.
  2. Слой солевых отложений на трубках еще больше замедляет процесс нагрева. Отложения рекомендуется удалять не реже 1 раза в год, если конструкция котла позволяет это сделать.
  3. Раскаленная вольфрамовая проволока достаточно быстро уменьшается в диаметре и перегорает. Долговечность работы таких котлов невелика (до 10 лет).
  4. Самые дешевые модели агрегатов представляют собой бак, покрытый теплоизоляцией и имеющий минимум автоматики. Его придется доукомплектовать самостоятельно.
  5. Среди всех электрических котлов данный вид имеет наибольшие габариты.

Достоинства отопительного агрегата заключаются в доступной стоимости и высокой ремонтопригодности. По этой причине его часто используют как электрический котел для отопления дачи. Если в конструкции применены нагреватели стержневого типа, то они прослужат дольше обычных, а заменить сгоревший ТЭН не представляет большой сложности.

Котлы электродного типа

Каждый человек хоть раз в жизни видел самодельный кипятильник, сделанный из двух лезвий. Принцип действия основан на проводимости обыкновенной воды благодаря присутствию в ней солей разных металлов. Такой же способ нагрева теплоносителя используется в электродных установках. Из-за этого в системах отопления, нагреваемых такими котлами, нельзя использовать дистиллированную или обессоленную воду, она обладает низкой проводимостью.

Установка состоит из резервуара в виде металлической трубы, покрытой изоляционным слоем. Внутри находится стальной электрод, к которому присоединяется фазный провод электросети. Нулевой провод подключается к корпусу, он служит вторым электродом. При включении вода между корпусом и главным электродом интенсивно нагревается. Такое устройство электрического котла отопления обусловливает его малые размеры.

Существуют и трехфазные электрические котлы для дома, в их корпус вводится не один электрод, а три. Вода поступает внутрь через боковой патрубок, а выходит через верхний. Скорость нагрева зависит от химического состава воды, по этой причине многие производители в инструкции по эксплуатации изделия указывают необходимые параметры теплоносителя. Некоторые из них даже дают рекомендации по насыщению теплоносителя солевыми растворами, если их концентрация в исходной воде низкая. Чтобы определить эту концентрацию, потребуется сделать химический анализ воды.

Если с помощью одного котла не удается достигнуть требуемой температуры теплоносителя, то ставится второй и третий, включая их последовательно один за другим. В любом случае придется приобрести комплект автоматики для контроля и поддержания температуры. Здесь и кроется главный недостаток: мощностью котельной установки управлять невозможно, она все время работает на максимуме. Температура воды регулируется включением / выключением котла, а эту операцию по команде блока управления выполняют электротехнические устройства.

Когда отапливаемая площадь небольшая и применяются электрические котлы малой мощности, их коммутируют бесшумные тиристорные пускатели. В случае если мощность большая, устройство включается и выключается магнитным пускателем, он при срабатывании издает громкий щелчок, поэтому в помещении топочной нужно будет сделать звукоизоляцию. Кроме этого недостатка существуют и другие:

  1. Влияние химического состава воды на эффективность работы. Со временем теплоноситель в системе теряет проводимость, так как соли в горячей воде постепенно выпадают в виде осадка, который задерживается фильтром.
  2. Более сложная обвязка по сравнению с предыдущим котлом на ТЭНах и необходимость подбора и закупки комплекта автоматики.
  3. На электродах образуется накипь, которую нужно удалять.

Индукционные электрические нагреватели

Данный источник тепла декларируется торговыми представителями как самый экономичный электрический котел отопления. В действительности в нем реализован только новый метод нагрева воды электричеством, используя давно открытый физический закон, экономии здесь нет никакой. Как можно судить из названия, для этого используется принцип электромагнитной индукции. В катушку с определенным количеством витков вводится металлический сердечник, который нагревается от возникающих в ней вихревых токов. Далее, тепло от сердечника передается теплоносителю, циркулирующему вокруг него.

Конструкция несколько напоминает электродного «собрата», только корпус котла имеет больший диаметр, поскольку в него по всей высоте встроена катушка. Мощность регулируется тиристорными пускателями, автоматику нужно будет устанавливать отдельно.

Индукционный электрический нагреватель

По сравнению с предыдущими типами нагревателей индукционный котел имеет наибольший срок службы и требует минимального обслуживания. Если в системе применять обессоленную воду, то о накипи на поверхностях нагрева можно забыть. На практике агрегат работает с КПД 99%, скорость прогревания всей системы немного ниже, чем у электродного аппарата. Также невелики и его габаритные размеры, позволяющие установить котел прямо на стене любой топочной. Индукционный метод нагрева позволяет изготавливать электрические котлы большой мощности, линейка некоторых производителей достигает значения 60 кВт. Из недостатков стоит выделить самую высокую цену изделия относительно остальных и выполнение отдельной схемы автоматики и обвязки.

Хорошая статья в тему: Как сделать индукционный нагреватель

Рекомендации по выбору электрического источника тепла

Первое, что нужно сделать, чтобы осуществить подбор электрического котла отопления – определить количество тепла, уходящего через наружные стены, кровлю и полы при заданной разнице температур в помещении и на улице. Обычно температуру наружного воздуха принимают как минимальную в самую холодную пятидневку, внутри помещений – в зависимости от их назначения. Высчитывают площадь каждой стены, отдельно площадь окон и дверей и находят потери тепла по формуле:

Q = 1/R х (tв – tн) х А, где:

  • Q – количество тепла, уходящее через стену или кровлю, Вт;
  • R – значение сопротивления теплопередаче материала стены, м2 ºС / Вт;
  • А – ее площадь, м2;
  • tв – температура внутри дома;
  • tн – температура наружного воздуха.

Значение R требуется рассчитать в зависимости от материала, из которого сделана стена:

R = δ / k

Здесь δ (м) – толщина стеновой или кровельной ограждающей конструкции, k – коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м · ºС). Значение k – величина справочная, ее можно найти в соответствующей литературе. Если ограждающие конструкции состоят из нескольких материалов, то сопротивление теплопередаче R нужно будет найти для каждого из них. Получившиеся значения Q для каждой стены, кровли и пола суммируют, это и будет искомое количество тепловых потерь, которые должна компенсировать система отопления. Для подбора электрокотла по мощности нужно полученное количество тепла умножить на коэффициент запаса 1.2, это и будет требуемая мощность отопительной установки.

Чтобы организовать отопление загородного дома электрическим котлом определенного типа, следует обратить внимание на особенности каждого из них и принять к установке наиболее приемлемый вариант. Например, электродные агрегаты будут вызывать перепады напряжения в сети во время срабатывания пускателей. Это может оказаться неудобным для вас или ваших соседей. Вполне возможно, что вас устроит классический котел с ТЭНами, который и по стоимости доступнее, и требует меньше вмешательства при эксплуатации. Стоит учесть, что неисправный ТЭН стержневого типа можно легко заменить на новый, некоторые конструкции бака позволяют это сделать без опорожнения системы.

Электрический нагреватель часто используется как дополнение к основному, твердотопливному агрегату. Это делается с целью обогрева здания в ночное время, когда вставать и загружать дрова неудобно, а тариф на электроэнергию самый низкий. Установка будет работать периодически, несколько часов в сутки. Соответственно, вы разберетесь, какой электрический котел лучше подойдет для отопления частного дома в ваших условиях, — приобретать недорогой аппарат с ТЭНами или все делать основательно и устанавливать индукционный котел.

Заключение

Каждый из вышеперечисленных видов электрических отопительных установок обладает своими достоинствами и недостатками и любой из них может использоваться в определенных условиях. Например, приняв электричество как основной энергоноситель для обогрева жилища, есть смысл приобрести надежный и долговечный котел, пусть и несколько дороже. Для периодического протапливания может быть достаточно и дешевого агрегата, особенно если в обвязке существующего котла на твердом топливе задействована автоматика, которую можно связать с управлением нового электронагревателя.

cotlix.com

Выбираем и устанавливаем электрический котел отопления для дома

Котел – основа отопительной системы. Именно выбор этого устройства виляет на производительность и эффективность отопления. Разберемся, как сориентироваться с видами электрокотлов, выберем схему подключения, рассчитаем мощность устройства и разберемся с самостоятельной установкой.

Электрические отопительные котлы отличаются следующими признаками:

  • число контуров;
  • мощность;
  • место для установки;
  • механизм нагрева теплоносителя.

Рассмотрим подробнее каждый аспект.

Двухконтурные электрические котлы отопления обеспечат вас не только теплом, но и горячей водой.

Здесь все просто: бывают одноконтурные и двухконтурные электрокотлы . Первые способны обеспечить отопительную систему частного дома или коттеджа. Другие устройства предназначены для разветвления на две линии и также подают горячую воду на бытовые краны.

Бывают электрические котлы для отопления дома 220 В и 380 В. Показатель мощности варьируется в зависимости от схемы электропитания котла. Последняя бывает двух видов:

  • однофазная – используется общая сеть 220 B, а мощность не превышает 5 кВт;
  • трехфазная – задействовано силовое напряжение 380 B, что требует монтажа кабеля большого сечения, при этом мощность стартует от 15 кВт и выше.

Котлы разделяются на настенные и напольные модели. При выборе особое внимание уделяют размерам помещения и техники, возможности монтировать устройство на стену или оставить на полу. Подвесные модели разрабатываются более легкими и компактными, подходят для небольших помещений. Для здания в несколько этажей понадобится напольный электрокотел для отопления дома.

Большинство крупных моделей имеют вмонтированную систему нагрева. Такие дополнительные элементы не влияют на вес и габариты техники, что позволяет сэкономить пространство.

Отдельной классификацией считается разделение устройств по способу нагрева. Так, котлы для частного дома разделяются на:

  • тэновые;
  • индукционные;
  • электродные.

Именно этот принцип играет важную роль при выборе устройства. От способа нагрева зависит работоспособность.

Принцип работы тэновых котлов схож с работой электрочайника. Здесь теплоносителем является вода, которая нагревается с помощью ТЭНов, что обеспечивает естественную циркуляцию жидкости. Главный плюс этого устройства – компактные размеры и привлекательный внешний вид. Устанавливают тэновые котлы на стену, монтаж очень прост и не требует вызова специалиста. На электрические котлы отопления для частного дома цены считаются самыми низкими – еще одно несомненное преимущество.

Теновые модели имеют терморегуляцию, что обеспечивает поддержание температуры на одной отметке без вмешательства пользователя. Регулировка происходит автоматически, при этом учитывается температура воздуха в помещении. В зависимости от модели пользователь может выставлять желаемую температуру воздуха в комнате или температуру теплоносителя. Мощность можно изменять, включая и отключая ТЭНы при необходимости. Не плохо зарекомендовали себя электрические котлы Эван.

Единственный недостаток – образование накипи с течением времени. ТЭН с накипью больше потребляет электроэнергии и имеет слабую теплоотдачу.

Основа этого оборудования – индукционный нагрев с помощью материалов из ферромагнитных сплавов. Теплоноситель не входит в контакт с катушкой индуктивности, которая находится в отдельном контейнере. Поэтому теплоноситель – не только вода, а любая другая жидкость, которая не замерзает.

Система работает согласно законам электромагнитной индукции: жидкость протекает по трубам из ферромагнитного материала, который соприкасается с сердечником. Трубки постепенно набирают температуру под влиянием электромагнитного поля и нагревают протекающую воду.

Устройство полностью безопасно и имеет высокий КПД, так как в электроде или ТЭНе нет необходимости. Благодаря конструкции прибор не засоряется, также здесь отсутствуют детали, подверженные поломке. Единственные неудобства для пользователя – большая стоимость системы и достаточное количество пространства для увесистого прибора.

Теплоносителем в таких устройствах выступает вода, нагревание обеспечивает электрод. Последний отдает жидкости электрический заряд, что повышает температуру благодаря собственному сопротивлению. При расщеплении воды на ионы происходит интенсивный нагрев теплоносителя. Электрокотлы электродного типа также имеют небольшой размер, удобны в эксплуатации и установке, постепенно набирают номинальную мощность. Прибор полностью безопасен: если уровень воды упадет, система автоматически выключится. Хорошо зарекомендовали себя электрические котлы отопления Галан.

У электродных систем есть существенный недостаток – электрический котел отопления для дома использует только воду, имеющую низкое удельное сопротивление (хорошо проводящую ток). Такой теплоприводник не всегда есть возможность изменить и подготовить в быстрые сроки. В процессе работы электроды растворяются, что снижает эффективность системы. Также важна постоянная достаточная циркуляция жидкости, или же вода может закипеть (оборудование отключается при сбое).

Электрические котлы для отопления частного дома основываются на принципе принудительной и естественной циркуляции. В принудительной схеме работает нанос, в естественной – теплоноситель движется благодаря разнице плотности.

Естественная и принудительная схемы циркуляции теплоносителя в системе отопления.

В схему подключения электрокотлов входит разводка отопления:

  1. Однотрубная разводка проста в монтаже и устройстве, такую систему можно устанавливать своими руками без специальной подготовки. Единственный существенный недостаток, из-за которого и отказываются от этого способа, выступает разница температур в батареях. Однотрубный вариант применим лишь для очень маленьких помещений на небольшое количество радиаторов. Если установить такую систему в обычном доме, то первые радиаторы будут горячими, а замыкающие постоянно холодными – жидкость туда доходит уже охлажденной. Для решения такой проблемы часто ставят перемычки и добавляют секции в радиатор, иногда устанавливают насос.
  2. Двухтрубная система – самая популярная и практичная. Радиаторы имеют одинаковую температуру, а с помощью запорных вентилей можно задать нужную температуру в отдельных помещениях. Существенный недостаток – затратное планирование и монтаж, большое количество расходников и комплектующих.

Материалы, из которых построен ваш дом, имеют разные показатели теплопотерь. Только хороший специалист учтет все теплопотери вашего дома и правильно подберет мощность котла.

Самостоятельные расчеты покажут вам лишь примерные цифры, а основную работу стоит доверить специалистам. Профессиональные теплотехнические расчеты включают следующие показатели:

  • температурные данные вашего региона;
  • информация о толщине, составе стен;
  • количество, размеры и качество окон;
  • тип разводки отопления;
  • высота потолков и проемов, соотношение с площадью;
  • информация о каждой комнате, включая число радиаторов, наличие теплых полов и бытовой техники, вырабатывающей тепло.

Если вы все же решились рассчитать мощность котла самостоятельно, предлагаем следующий метод.

Обратите внимание, что расчеты, приведенные ниже, не учитывают теплопотери отдельно взятого дома и не могут гарантировать точный показатель.

Расчет по квадратуре – самый простой метод вычисления ориентировочной мощности устройства. Считается, что для 1 м² площади потребуется 100 Вт при условии, что высота потолка 2,5 метра. Цифры корректируют согласно удельному показателю мощности домашнего региона. Далее приведена таблица со значениями для разных климатических зон нашей страны.

Регион Wуд
Москва, Московская область, Центральные области Европейской части России (включая Ленинградскую на севере и Курскую на юге) 0,10-0,15 кВт/м2
Северные регионы (Карелия, Архангельская область, республика Коми и др.) 0,15-0,2 кВт/м2
Южные регионы (Воронежская, Волгоградская области, Краснодарский край и др.) 0,07-0,09 кВт/м2

Формула расчета выглядит следующим образом: W = q * S При этом q – удельный коэффициент мощности вашей области, показатель S – площадь дома.

С помощью этой таблицы вы сможете подобрать идеально подходящий для вашей семьи электрический котел отопления.

Например, вам необходимо купить электрокотел для одноэтажного здания с общей площадью 80 м², находящегося в Московской области. По формуле выходит: (80*100) * 1,2 = 9600 Вт. Финальное значение для одноконтурного котла составит 11,04 кВт, для двухконтурного с приоритетом ГВС – 11,52.

Обратите внимание, что расчеты приблизительны и не учитывают реальные теплопотери и особенности строения.

Установка системы происходит строго по расписанной заранее схеме/плану согласно модели котла и дополнительных элементов. Конечный результат зависит от точности монтажных работ и профессионализма специалистов.

Схема подключения электрического котла отопления к электросчетчику, используя УЗО и автомат.

  1. Первый этап – разметка и монтаж. Так как есть риск короткого замыкания, место для котла выбирают подальше от водопровода. Дюбели и анкерные болты обязательны для закрепления прибора. Прежде чем монтировать котел, прибор выравнивают по уровню. Если у вас напольный котел, то под него обязательно устанавливают специальный поддон.
  2. Необходимо перекрыть водопровод в доме. С помощью переходников и муфт устройство подсоединяют к отопительной системе. После всех работ подключают электрооборудование: автоматический выключатель и УЗО.
  3. Для котла делают заземление: все провода упаковывают в специальный кожух и направляют в отверстия для проводки. При этом чем больше мощность устройства, тем больше сечение кабеля.
  4. После заземления проводят тестирование и первый запуск.

Чтобы сделать правильный выбор, не стоит ориентироваться только на стоимость или марку. При покупке обратитесь за консультацией к специалисту. Если хотите сэкономить средства, заранее рассчитайте необходимую мощность прибора с учетом особенностей вашего жилища и факторов, влияющих на конечную температуру в помещениях.

remont-system.ru

Двухконтурный электрический котел для отопления загородного дома

Для организации отопления и водоснабжения в загородном доме применяют двухконтурные электрические котлы, они способны с большой эффективностью обогреть помещения большой площади, нагреть воду для бытовых нужд. Это актуально при отсутствии близлежащих трасс централизованного отопления и газоснабжения. В продаже имеется большое количество такого оборудования, именно электрический котел двухконтурный имеет широкий набор преимуществ, которые обеспечили ему повышенные популярность и применимость.

Схема отопления в загородном доме

Разновидности котлов: принцип действия, модели, мощность

Все электрические котлы для отопления частного дома по способу нагрева делятся на три группы:

  1. с помощью ТЭНов (отличаются высокой надежностью, нагревательный элемент имеет вид трубки с металлическими стенками);
  2. электродные (теплоноситель нагревается за счет сопротивления жидкой среды при прохождении электрического тока от одного электрода к другому);
  3. индукционные (нагрев происходит при помощи катушек индуктивности, отличаются высокой энергосберегающей способностью).

Эффективность работы электрических котлов

По мощности различают однофазные и трехфазные отопительные агрегаты, первые достигают значения до 12 кВт, вторые — более 12 кВт. Подбор мощности рекомендуется выполнять специалистам, при расчетах следует учитывать большое количество деталей.

Метод выбора с привязкой только к площади помещения является неверным, следует принимать во внимание толщину стен, количество дверных и оконных проемов, наличие вентиляции, ориентацию здания относительно сторон света, наличие чердачного пространства, эффективность стеновой теплоизоляции.

При расчете берут за основу показатель 40 Вт на 1 м2 площади, но он может меняться в зависимости от потерь тепла всем зданием. На каждое окно принято добавлять 100 Вт, на дверь — 200 Вт. Рекомендуется полученный показатель мощности увеличить на 50% с учетом снижения эффективности теплоизоляции, увеличения общей площади путем пристроек.

Расчет отопления дома электрическим котлом

При установке двухконтурного электрокотла эту цифру лучше увеличить, так как часть тепла пойдет на подогрев воды для бытового использования.

Приблизительная стоимость отопления в сравнение с другими энергоносителями

Отопление дома котлами на ТЭНах

В электрический котел для отопления частного дома работающего при помощи ТЭНов в емкость для воды устанавливают один или несколько трубчатых нагревательных элементов.

Тэн для котла отопления

Конструктивно ТЭН состоит из металлической трубки, внутри которой располагается проволочная спираль из металла с высоким удельным сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали она нагревается и передает температуру металлической трубке, а затем теплоносителю. Расстояние между стенками трубки и спиралью заполняется материалом с хорошими диэлектрическими свойствами и высокой теплопроводностью.

Тэн электрический для котла на 3 киловатта

Количество ТЭНов напрямую определяет мощность отопительной установки. Теплоноситель нагревается в проточном режиме, это обеспечивает его естественную циркуляцию по всей системе отопления. Работа таких электрических нагревателей сопровождается некоторой инерцией: для выхода на рабочий режим требуется 10-15 минут от момента включения. Такие устройства пользуются повышенным спросом у владельцев загородного жилья, отличаются невысокой ценой, простотой регулировки температуры, могут использовать в качестве теплоносителя антифриз, воду.

Особенности электродных котлов

Электродные или ионные котлы при работе используют принцип нагрева проводника (теплоноситель) за счет сопротивления при протекании электрического тока. Вода является не только теплоносителем, но и частью электрической системы. За счет растворенных в ней различных солей, она прекрасно проводит электрический ток, быстрое изменение полярности тока (50 раз в секунду) заставляет колебаться ионы солей, которые содержатся в воде. В результате выделяется тепло, которое эффективно нагревает теплоноситель.

Электродные котлы отопления

Для достижения максимального эффекта нагрева вода, которая выступает в качестве теплоносителя, должна соответствовать определенным условиям:

  1. электрическое удельное сопротивление при 20°С должно соответствовать значению 1500 Ом•см;
  2. для снижения сопротивления допускается применение питьевой соды;
  3. использование других солей (поваренной, сульфата натрия) может привести к разрушению электродов;
  4. для повышения показателя сопротивления добавляется дистиллированная вода.

Допускается применение специальных незамерзающих растворов, которые отвечают перечисленным требованиям. Регулирование мощности происходит за счет изменения расстояния между электродами. Нагрев происходит постепенно, с увеличением температуры теплоносителя уменьшается сопротивление, за этим следует повышение значения тока и возрастание нагрева.

К достоинствам такого оборудования можно отнести исключение возникновения накипи, небольшие размеры по сравнению с котлами равнозначной мощности на ТЭНах, высокий уровень безопасности и КПД (96-98%), невысокую цену. В тоже время ряд существенных недостатков резко снижает его применение: специальная подготовка воды, жесткий показатель по скорости циркуляции, невозможность применения антифриза, регулярная замена электродов, которые становятся расходным материалом.

Котлы индукционного типа

Индукционный котел отопления

В индукционных нагревательных устройствах электроэнергия преобразуется в тепло с помощью катушек индуктивности: с первичной обмотки на вторичную передается энергия под действием магнитной индукции, которая превращается в тепловую. Катушка в процессе одновременно выступает в качестве генератора, что обусловлено нахождением проводника в магнитном поле.

Этот фактор позволяет значительно сократить потребление электрического тока. Перемагничивание заставляет нагреваться систему лабиринтов из ферромагнитного металла. Стенки закрытой емкости, в которой находится катушка, нагреваются и передают тепло циркулирующему теплоносителю.

К плюсам таких котлов можно отнести:

  • исключение непосредственного контакта элемента нагрева с теплоносителем, что устраняет проблему, связанную с образованием накипи и гарантирует постоянную эффективность нагрева без регулярной замены нагревательного элемента;
  • высокий показатель КПД (до 99,5 %);
  • стабильность работы всего оборудования при любой температуре окружающего воздуха;
  • отсутствие в конструкции любых соединений поднимает уровень его надежности и снижает риск возникновения протечек;
  • используемый способ нагрева позволяет применять в качестве теплоносителя практически любую жидкость (воду, масло, антифриз) без дополнительных специальных условий и требований;
  • долгий срок эксплуатации (около 30 лет) из-за отсутствия подвижных частей в конструкции;
  • высокую степень электробезопасности;
  • простота эксплуатации.
Большой вес и высокая стоимость, а также невозможность обеспечения плавности регулирования нагрузки (применяется только ступенчатая) относятся к недостаткам и снижают востребованность у владельцев загородной недвижимости. Котлы, в которых применяются ТЭНы и катушки индуктивности относятся к устройствам косвенного нагрева, а работающие с использованием электродов принадлежат к нагревателям прямого нагрева, так как во втором случае разогревается непосредственно сам теплоноситель.

Популярные модели для установки в частных домах

Наибольшей востребованностью у пользователей пользуются электрические установки производителей:

  • РусНИТ 209М (Россия, средняя цена 16500 руб, мощность 9кВт, вес 12 кг, применим для небольших зданий);
  • ЭВАН Warmos QX-18 (Россия, средняя цена 31500 руб, мощность 18 кВт, вес 41 кг, мини котельная);
  • Valliant eloBLOCK VE12 (Германия, средняя цена 33500 руб, мощность 12 кВт, вес 34 кг, прост в управлении);
  • PROTHERM Скат 12KR (Чехия, средняя цена 34000 руб, мощность 12 кВт, вес 34 кг, высокая надежность);
  • Kospel EKCO.L1z-15 (Польша, средняя цена 37500 руб, мощность 15 кВт, вес 18 кг, оптимальный вариант для больших помещений).

Электрический котел VAILLANT eloBLOCK VE 12 R13 (6+6) кВт

Одними из самых надежных считаются модели электрических нагревателей компаний Bosch (Германия), Protherm (Чехия), Eleko (Словакия), Dakon (Чехия), Kospel (Польша).

Несмотря на то, что качественные изделия этих производителей имеют высокую цену, они снабжены гораздо большим числом функций, чем отечественные аналоги. Российские отопительные устройства также отличаются высоким качеством, но за счет простоты конструкции и недорогих комплектующих имеют более низкую стоимость. Большую популярность приобрели электрические котлы отечественных компаний Эван и РусНИТ.

Преимущества электрического котла с двумя контурами

Wespe HeiZung WH.L Kombi двухуровневый электрический котел

Несмотря на относительно высокую стоимость электроэнергии электрический двухконтурный котел является наиболее востребованным агрегатом для организации отопления в загородных домах. Его компактные размеры, безопасность, эффективность, легкий монтаж, простота в эксплуатации и привлекательный внешний вид привлекают потребителей.

Выполнив ряд определенных условий можно значительно снизить потребление энергии и уменьшить общие расходы для создания комфортного внутреннего микроклимата. На такой технике обязательно должны присутствовать системы ступенчатого регулирования мощности и программирования оптимального режима работы.

Во многих регионах России действует сниженный тариф на ночное потребление электрической энергии, поэтому установив наибольшую эффективность обогрева на это время суток и снизив ее в дневной отрезок времени можно сэкономить финансовые средства. Эта мера оправдана, так как днем в доме присутствует минимальное количество его обитателей.

Дополнительно включение бойлера котла двухконтурного электрического можно запрограммировать на ночной период: расценки на расход энергии будут минимальные, а вода к моменту пробуждения всех домочадцев нагреется. Установка дополнительных температурных регуляторов на каждом нагревательном приборе снизит общие затраты почти на 30%, при этом можно задать индивидуальный тепловой режим для каждой отдельной комнаты.

Преимуществами двухконтурных электрокотлов для отопления дома являются:

  • высокая эффективность;
  • низкий уровень шума и вибрации;
  • максимальный уровень автоматизации процесса нагрева и поддержания заданной температуры;
  • отсутствие необходимости выделения и организации отдельного помещения для эксплуатации и хранения топлива);
  • простота управления;
  • простота ухода (не требуется чистки горелок);
  • исключение монтажа дымохода для отвода газов;
  • легкость монтажа;
  • экологичность (не выделяет вредных газов);
  • разнообразие размеров и дизайна;
  • возможность установки на стене;
  • доступная цена;
  • невысокие затраты на обслуживание.
Дополнительным плюсом электрического котла отопления двухконтурного является возможность создания с его помощью комбинированной системы отопления, используя с газовым, твердотопливным оборудованием или в паре с гелиосистемами. Такой вариант будет очень актуален для домов с большой площадью, когда расходы на электроэнергию делают использование одного электрического агрегата невыгодным, а перебои в подаче электричества могут оставить помещение без обогрева.

Особенности конструкции и принцип действия нагревательного оборудования двухконтурного типа

Принцип работы двухконтурного газового котла

Простота устройства двухконтурного электрического котла позволяет использовать его в качестве мини-котельной, при этом обогрев дома и подача горячей воды может проходить как по отдельности, так и одновременно.

Такой тип оборудования состоит из определенных конструктивных элементов:

  • нагревательного элемента;
  • теплообменника;
  • бойлера;
  • насоса циркуляции;
  • расширительного бачка;
  • предохранительного клапана;
  • воздухоотводчика;
  • управляющего блока;
  • системы автоматики.

От своего аналога с одноконтурной системой нагрева двухконтурные модели отличаются наличием бойлера для подогрева воды. Схема работы такого устройства проста и эффективна: электрическая энергия при помощи встроенных ТЭНов преобразуется в тепловую и нагревает теплоноситель.

Водонагреватель накопительный

Его циркуляция обеспечивается работой небольшого насоса или естественным способом, а весь процесс контролируется автоматикой управляющей аппаратуры. Регулятор значения температуры выдает сигнал на отключение нагрева при достижении нужного показателя или на включение при снижении до определенного показателя.

Программаторы с расширенными функциями устанавливают определенный режим обогрева с учетом не только температуры внутри помещения, но и принимая во внимание температуру наружного воздуха. Таким способом производится самостоятельное регулирование автономной работы котла.

Современные модели котлов электрических двухконтурных имеют предохранительный клапан, который открывается при при достижении внутри котла повышенного давления. Его работу контролирует термический выключатель, срабатывающий при критическом повышении температуры теплоносителя.

Предохранительный клапан для бойлера

Многие устройства комплектуются датчиками температуры теплоносителя и окружающего воздуха, что дает возможность поддерживать заданный режим обогрева. Дополнительным плюсом таких устройств является простота регулировки, которая заключается в отключении или включении одного или нескольких ТЭНов.

Особенности настенных и напольных моделей

Котел электрический E-Tech напольный двухконтурный

По конструкции и внешнему виду различают котел электрический двухконтурный настенный и напольный. Настенные модели отличаются компактными размерами, небольшим весом и уменьшенными показателями по мощности (до 60 кВт), их крепят на стене или специальных стальных конструкциях, тем самым экономя полезную площадь. Напольные варианты более массивные, имеют мощность более 60 кВт и предназначены для отопления помещений с большой площадью.

Большим преимуществом является отсутствие необходимости пристраивать или выделять для их работы отдельное помещение, строить дымоход и организовывать специальную вентиляцию. Внешний вид любого современного устройства отличается эстетичностью и не портит общий интерьер помещения.

Алгоритм выбора электрических котлов для загородного дома

Котельная в загородном доме

При выборе энергосберегающего электрокотла для дома в первую очередь стоит обратить внимание на его мощность, которая напрямую влияет на размер обогревающей площади, потребление электроэнергии и экономичность устройства.

Важен подбор оборудования по способу нагрева: в этом случае нужно определиться с личными предпочтениями и решить какие преимущества конкретного устройства будут приоритетными. Приобретение даже с большой скидкой котла электрического отопительного энергосберегающего с показателем мощности намного выше расчетной приведет впоследствии к большому расходу электроэнергии и, соответственно, к увеличению финансовых затрат.

Если двухконтурный котел покупается в качестве вспомогательного варианта отопления, то стоит присмотреться к простым моделям с невысокой ценой. В случае его назначения на роль основного отопительного и нагревательного оборудования, то лучше всего выбрать вариант с большим количеством функций контроля, управления и регулирования. Такое решение приведет к значительной экономии средств.

Цена двухконтурного электрического котла зависит от показателя мощности, наличия элементов контроля, автоматики поддержания заданных параметров и безопасности, а также присутствия встроенного циркуляционного насоса и стабилизатора напряжения.

Чем больше таких систем, тем надежнее, эффективнее и долговечнее оборудование и выше его цена. Наличие функции самодиагностики в электрокотле для отопления частного дома, по отзывам владельцев, значительно повышает ценность и функциональность отопительного устройства. Она поможет установить причину неисправности или некорректной работы аппарата без присутствия специалиста.

Очень часто простой перезапуск без ремонта оборудования помогает привести все параметры в нужный режим работы.

Важное значение при выборе нагревательного прибора для отопления имеет состояние существующей в доме электрической сети. Подбор подходящего котла нужно производить с учетом этого фактора: существует возможность приобрести устройство для подключения в однофазную цепь с напряжением 220-240В или трехфазную с показателем 380В.

Включение в сеть электрического потребителя с повышенной мощностью, значение которой превышает ее возможности, может вывести из строя не только защитную аппаратуру, но и проводку. Самым опасным вариантом станет возгорание кабеля и риск возникновения пожара в помещении.

Следует обратить внимание на возможность регулировки мощности, предпочтительной является покупка оборудования с многоступенчатым изменением показателя.

Особенности монтажа котла и вспомогательных устройств

УЗО - схема электро котла

Дополнительным преимуществом электрических котлов для отопления является простота монтажа по сравнению с аналогами на твердом топливе или газе. Подключение агрегата к существующей сети производится с помощью отдельного кабеля. Обычно закладывают значение 1 мм2 сечения на 8 ампер тока. Материалом соединения лучше выбрать медь, которая имеет лучшие показатели по сравнению с алюминием. Вся электрическая подводка для подключения котла должна быть размещена в штробах или пластиковых кабельных каналах.

Обязательным условием является установка отдельного устройства аварийного отключения для защиты техники от перепадов напряжения или короткого замыкания в сети. Дополнительно желательно установить одну или две накопительные резервуары с эффективной термоизоляцией.

Данное устройство монтируется в точке выхода горячей воды из котла и обеспечивает несколько полезных процессов:

  • сохранение объема нагретой воды на срок до нескольких суток даже при выключенном оборудовании, который может использоваться как для отопления, так и для горячего водоснабжения;
  • защита котла и всего контура отопления дома от перегрева;
  • финансовая экономия (нагрев нужного количества воды в период действия сниженных тарифов).

В случае размещения отопительного агрегата на стене, материал поверхности должен иметь подходящие показатели по прочности для удержания оборудования и исключения его падения. Лучше всего, если материалом стены будет бетон или кирпич, не рекомендуется размещать устройство с большим весом на гипсокартонных поверхностях.

Размещение регуляторов температуры на всех отопительных приборах поможет с максимальной точностью отрегулировать температурный режим в доме и существенно сэкономить на снижении расхода электрической энергии.

Несмотря на относительно высокую стоимость энергии электрические котлы остаются популярными для организации отопления и горячего водоснабжения у владельцев загородной недвижимости. Наиболее высокую эффективность они приобретают в качестве дополнительного нагрева теплоносителя в общей системе отопления и водоснабжения с котлами на твердом топливе или газе.

framehouse.club

Электрический и твердотопливный: комбинированные котлы отопления

Твердотопливные котлы, несмотря на все очевидные преимущества и недостатки, имеют еще один скрытый аспект, на который со временем приходится обращать внимание. Системы отопления на твердотопливных котлах с ручным режимом загрузки не работают в поддерживающем режиме. Кончилось в топке топливо — котел перестаёт работать, соответственно, теплоноситель начинает остывать. Эта проблема хорошо знакома жильцам частного сектора и владельцам загородных домов.

Постоянно подбрасывать уголь или дрова, заполняя топку, не всегда представляется возможным, а остановка котла зимой чревата резким снижением температуры во всех жилых помещениях.

Лучшим вариантом предотвращения подобной ситуации станет отопительная система, в которой котёл электрический привязан к котлу твёрдотопливному.

Функции электрического котла в системе отопления твёрдотопливным агрегатом

Подключение электрического котла в систему совместно с твердотопливным обогревательным прибором является довольно распространенным инженерно-техническим решением. Такой вариант исключает вероятность остывания отопительной системы, предотвращает переохлаждение основного отопительного агрегата и сохранит комфортной температуру в доме. Электрический котел часто выступает в роли резервного обогревательного прибора, задачей которого является выравнивание температуры теплоносителя в системе отопления.

Схема расположения твёрдотопливного и электрического котлов при совместном использовании в системе отопления

Эксплуатация твердотопливных котлов нуждаются в периодическом контроле человеком — в загрузке топливом нуждаются все модели таких агрегатов.

На заметку: для традиционных котлов количество загрузок может доходить до 2-6 раз за сутки. Иначе обстоит ситуация с пиролизными котлами и агрегатами длительного горения. Здесь частого вмешательства человека не требуется. Одной загрузки топливом достаточно на 12-24 часа работы котла, а для некоторых моделей — и на 48 часов работы.

Главной задачей для владельца дома при включенном обогреве является недопущение остывания котла и отопительной системы. Котел электрический в паре с котлом твердотопливным успешно решают эту проблему. Рассмотрим подробно связку твердотопливного котла с нагревательным прибором, работающим от электричества.

Рабочая схема выглядит следующим образом: твердотопливный агрегат мощностью 50 кВт должен быть объединён с электрическим котлом, мощность которого составляет 28 кВт.  Работа электронагревательного прибора – периодическая. Агрегат должен быть на подхвате — находиться в готовности к включению сразу после остановки основного оборудования. Электрический котел запускается, когда топливо в твёрдотопливном котле закончится, и температура теплоносителя в системе опустится до 50 0С. При этом в контуре обязательно должен присутствовать бак с водой для системы горячего водоснабжения, выполняющий в данном случае роль теплоаккумулятора.

Основными элементами контура, потребляющими мощность автономных отопительных котлов, являются:

  • отопительные радиаторы — требуют 30 кВт;
  • система отопления «теплый пол» — до 15 кВт;
  • накопительная емкость для системы ГВС — в среднем 300 л.

Внимание! Автоматика для регулировки переключения контуров в данной ситуации — связке агрегатов не требуется.

Электрический котел, работая вместе с  теплоаккумулятором, являются группой, предотвращающей попадание в основной отопительный агрегат теплоносителя с температурой, упавшей ниже критической отметки в 50 0С.

Установленный в системе насос периодически прогоняет теплоноситель по трубопроводу, сигнализируя о температуре в отопительном контуре. При опускании температуры теплоносителя до критической отметки электрокотел, снабженный ТЭНами, включается в работу, беря на себя задачу теплоснабжения дома. Термостат и трехходовый клапан обеспечивают контроль температуры бака горячего водоснабжения. При снижении температуры воды в контуре системы ГВС теплоноситель запускается в змеевик для подогрева горячей воды. Правильно подключенный электрокотел, грамотная обвязка с твердотопливным котлом, сделают вашу систему полностью контролируемой.

В описанной конструкции системы отопления всё отопительное оборудование, в том числе, трубопровод, при остановке основного обогревательного устройства надежно защищено от размораживания и не становится причиной перебоев с обогревом жилых помещений и горячим водоснабжением.

Комбинированные котлы отопления

Другим, менее затратным вариантом, является установка комбинированного агрегата, который представляет собой твердотопливный котёл и электрический агрегат одновременно.

Такие приборы используют для нагрева теплоносителя твердое топливо и электричество, будучи рассчитанными на взаимозаменяемость этих энергоносителей при работе. Особенность таких агрегатов является установка в резервуаре твердотопливного котла электронагревательных элементов — ТЭНами обеспечивается необходимый нагрев теплоносителя, проходящего по теплообменнику. Идея совместить электрическое устройство с твердотопливным агрегатом не нова, но наладить выпуск соответствующего отопительного оборудования стало возможным только после появления комбинированных устройств автоматики и материалов нового поколения.

Принцип действия комбинированных отопительных механизмов заключается в том, что, пока топочная камера свободна от основного вида топлива (дрова, уголь, торф и т.д.), основную работу по подогреву теплоносителя для отопления выполняет электричество. Благодаря установленным датчикам контроля, оборудование самостоятельно реагирует на изменения температурного режима, включаясь и выключаясь по мере необходимости.

На практике это выглядит примерно так: закладка топлива уже полностью прогорела, соответственно котел потух. Котловая вода соответственно начинает терять свою температуру. На смену твердому топливу приходит электрический подогрев. Теперь отопительный механизм работает как обычный электрокотел до тех пор, пока топка не будет заполнена  очередной партией дров или угля.

После выхода основного агрегата на оптимальный режим работы, блок управления отключает электронагревательные элементы, отопление снова работает на твердом топливе.

Преимущества и недостатки комбинированного отопительного оборудования

Несмотря на высокую стоимость, комбинированные котлы имеют неоспоримые достоинства. К ним относится не только полный контроль над состоянием всей системы домашнего отопления, но и ряд других:

  • прибор отлично справляется со своей работой, отапливая помещения с низкой энергозатратностью;
  • комбинированные котлы представляют собой экологически чистые отопительные агрегаты;
  • отсутствие конденсата, так как первый разогрев прибора осуществляется в обоих режимах — основном и вспомогательном;
  • весь отопительный комплекс постоянно находится в рабочем состоянии, что актуально при длительном отсутствии хозяев дома.

Однако, у данной техники есть и недостатки.

Существенным минусом для комбинированных отопительных приборов является энергозависимость. При отсутствии напряжения в сети, система теряет свою эффективность и многофункциональность.

Важно! При монтаже оборудования необходимо учесть потенциал домашней электропроводки, которая может не быть рассчитана на мощность монтируемого оборудования. Наличие автоматов защиты малого ампеража приведет к постоянным перебоям с электричеством в доме. Перед установкой убедитесь, что отведенный для вас лимит электропотребления способен удовлетворить работу нагревательного оборудования.

В отличие от традиционных твердотопливных приборов, у которых КПД достигает 70-80%, комбинированные изделия имеют меньший коэффициент — приблизительно на 3-5%.

Как добиться совместной работы электрического и твердотопливного агрегатов

Если вы встали перед выбором, какому варианту индивидуального отопления отдать предпочтение — твёрдотопливному котлу, автономному электрическому агрегату или связке этих двух устройств, преимущества у последнего варианта. Для монтажа контура потребуется схема подключения обоих агрегатов, аналогичная газово-твердотопливному отопительному комплексу. Грамотно сделанная обвязка оборудования — гарантия эффективности и безопасности эксплуатации этого оборудования.

На предлагаемом видео подробно рассказано, как и каким способом выполнить подключение нагревательных приборов на твердом топливе вместе с электрическими нагревательными элементами

На что надо обратить внимание при монтаже:

  • оба устройства должны иметь разумное соотношение мощности, нагревательный прибор на угле или на дровах является основным источником тепла, поэтому его мощность должна в два раза превышать мощность электрокотла;
  • оба агрегата подключаются параллельно, что дает независимость работы одного от другого;
  • агрегат на твёрдом топливе — основной и подключается к большому контуру, тогда как электрокотёл отвечает за температуру в малом;
  • основной нагревательный агрегат оснащается трехходовым клапаном;
  • для экономии энергоресурсов и обеспечения безопасности отопления, установка теплового аккумулятора обязательна;
  • каждый нагревательный прибор выставляется на определенную температуру нагрева — для оборудования на твердом топливе рабочая температура должна быть 60-70 0С, тогда как на электрическом агрегате устанавливается значение температуры в 40-50 0С, так как за счет наличия теплоаккумулятора вода для отопления остывать будет медленнее, и электрокотел будет запускаться с оттяжкой по времени.

В итоге

В каждом случае владелец жилья сам принимает решение, каким образом организовать систему автономного отопления. Предложенные технические решения позволят не только устранить неприятные последствия затухания основного отопителя во время лютой зимы, но и даст некоторую экономию энергоресурсов.

Эффективность эксплуатации твёрдотопливных агрегатов и электрических котлов в паре доказана практикой — взаимодействие этих приборов дает больший комфорт и гарантирует надёжность теплоснабжения.

znatoktepla.ru


Смотрите также

X