Преимущества электрического котла в системе отопления дома

Многие хозяева, обустраивая отопительную систему, в первую очередь задумываются над выбором необходимого оборудования. Оно должно обеспечивать высокую безопасность, надежность, долговечность, бесшумность и удобство отопления. Особое внимание стоит обратить на электрокотлы для отопления дома, их разнообразие и возможности впечатлят и запутают любого.

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н2О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Преимущества электрического отопления по сравнению с газовым.

  1. Безопасность. Электрическое отопление может при кривых руках монтажников вызвать пожар — но не взрыв.
  2. Дешевизна монтажа и оборудования. Электрические отопительные приборы — самые дешёвые из всех. Это имеет важное значение в момент строительства дома, когда денег в обрез на всё остальное.
  3. Монтаж в любом месте, в маленьком помещении, без согласования с разными инстанциями.
  4. КПД — 100%. Электрические отопительные приборы имеют самый высокий коэффициент полезного действия из всех. Вся оплаченная вами энергия отапливает дом, ничто не вылетает в трубу с дымом.
  5. Лёгкость управления. Нет ничего проще, чем включать и регулировать электрические отопительные приборы.
  6. Лёгкость ремонта. Вам не нужно в случае поломки вызывать газовиков — достаточно электрика. А учитывая дешевизну электрического отопительного оборудования, бывает проще купить новый котёл или электроконвектор, чем ремонтировать старый. А сколько времени пройдёт зимой после выхода из строя газового котла, прежде чем Вам его починят?
  7. Перспектива. Если газа пока нет, но его обещают в неопределённом будущем — установка электрической котельной это самое разумное решение. Несколько лет вас не разорят. А когда появится возможность поставить газовый котёл, вы его легко встроите в существующую систему рядом с электрическим. И у вас с этого момента будет продублированная система отопления, надежная, как космический корабль! А если газа так и не будет, можно продублировать электрический котёл твёрдотопливным!

Наполнение системы теплоносителем

Наполнители отопления могут иметь различные характеристики. Самый простой пример теплоносителя — это вода. Считается самым экономичным вариантом, при этом она обладает замечательным коэффициентом теплообмена. Минусом воды является возможность её замерзания.

Прекрасной альтернативой воде, как наполнителю считаются жидкости с пониженной точкой кристаллизации и замерзания жидкости. Простым примером является автомобильный антифриз, с температурой замерзания до минус 30 градусов Цельсия. Ниже этих температур антифриз использовать не рекомендуется.

В условиях Крайнего Севера роль теплообменного наполнителя выполняет масло из нефтепродуктов, с границами загустения минус 55–60 градусов по Цельсию. Какую жидкость использовать в котле выбор индивидуальный. Заливать её стоит через специальные технические отверстия отопительной системы и поддерживать необходимый уровень в процессе эксплуатации.

Система отопления дома с электрическим котлом

Выбор мощности отопительного котла обычно не доставляет трудностей. Необходимая мощность выбирается из расчёта 1 кВт на 30 м3 отапливаемого помещения плюс некоторый запас. К примеру, для дома площадью порядка 50 м2 потребуется электрокотёл мощностью 6 кВт. А для дома в 80 м2 — до 12 кВт.

Сеть обязательно должна быть сконструирована с расчётом на подключение столь мощного оборудования. Лучшим выходом буде установка отдельного автомата и проведение отдельной линии. Обязательно устанавливают УЗО требуемых характеристик для обеспечения безопасности пользования и предохранения оборудования от короткого замыкания. Также обязательным является заземление котла.

Однофазные котлы могут иметь различную мощность – она варьируется от двух-трёх до пяти-шести киловатт. Котлы большей мощности можно подключать не только на одну, но и на три фазы. Хотя по заявлению некоторых производителей, максимальная мощность однофазного электрического котла, который разрешается подключать к сети 220В, может составлять и 10-12 кВт. Однако лучше не рисковать. Дело в том, что любая стандартная розетка 220В рассчитана на ток в 16А. Умножив 16А на 220В, получим мощность 3,5 кВт, которую можно включить в обычную розетку. Агрегаты мощностью свыше 12 кВт обязательно запитываются на три фазы сети 380 В.

Читайте также:  Из чего сделать теплообменник в печь или котел

Чем хорош электрический котёл, так это своей неприхотливостью в плане размещения. Нет нужды привязывать его к дымоходу или мучиться с организацией системы вентиляции. Проще говоря, его можно разместить абсолютно в любом месте, главное, чтобы это не мешало эффективной работе и обслуживанию системы.

В качестве теплоносителя в подобных системах обычно применяется вода. Лучше, конечно, дистиллированная — будет меньше накипи на ТЭНах. При необходимости можно использовать и незамерзающие жидкость, антифриз. Хотя антифриз рекомендуется использовать в качестве теплоносителя лишь в том случае, когда обогрев дома происходит не постоянно. Вода при этом может замерзать в системе, с антифризом же подобного не произойдёт.

Отдельно стоит упомянуть два способа организации циркуляции теплоносителя в системе отопления. Система с естественной циркуляцией подразумевает перемещение жидкости исключительно под воздействием перепада температуры. Местоположение котла напрямую влияет на температуру нагрева воды, а также интенсивность прогрева радиаторов, поэтому его монтируют в нижней точке системы. В системе с принудительной циркуляцией предусмотрен циркуляционный насос. Именно он отвечает за движение теплоносителя по трубам. В таком случае высота расположения оборудования уже не играет такой роли, хотя свои требования есть и здесь.

Окончание: Устройство электрического котла и особенности системы отопления дома

Как правильно выбирать

Выделяют 2 разновидности электрических отопительных котлов:

  • однофазные (работают от напряжения 220 В);
  • 3-фазные (380 В).

Последние оснащаются отдельной автоматикой. Поэтому первое, что нужно сделать, выбирая отопительную аппаратуру, — это собрать информацию об особенностях электросети в данной местности и лишь затем заняться покупкой. Теперь — о критериях выбора оборудования.

Мощность

Необходимый показатель мощности рассчитывается в зависимости от размеров жилья. Для домов с 3-метровой высотой потолков на каждые 10 «квадратов» приходится 1 кВт мощности котла (и, соответственно, энергопотребления). Учитывая реалии российского климата, специалисты рекомендуют увеличить расчетную величину на 10%. Например, для дома в 100 квадратных метров целесообразно купить электрокотел мощностью 11 кВт.

Электричество — далеко не дешевый ресурс, поэтому желательно приобретать экономичные модели с регулируемой мощностью. Если погода относительно теплая, мощность котла можно уменьшить. Желательно, чтобы купленный прибор был оснащен вмонтированным термостатом (или, хотя бы, была возможность для его установки). В этом случае оптимизация работы устройства происходит автоматически.

Классификация

Различают 3 разновидности электрокотлов: индукционные, ТЭНовые и электродные. Каждый из вариантов имеет свои плюсы и минусы. Поэтому, прежде чем сделать выбор, следует изучить их.

Электродные

Нагревание теплоносителя в электродных моделях производится электрическим током. При этом происходит выработка тепла. Область использования электродного оборудования — исключительно самотечные системы отопления. В качестве теплоносителя применяют только воду. Нельзя использовать в качестве теплоносителя дистиллят, антифриз или тосол.

Главное достоинство электродных систем — надежность и долговечность. Ломаться в них попросту нечему, поскольку электроды не перегорают. Даже если в системе отсутствует вода, прибор остается невредимым. Есть и другие достоинства:

  • компактность;
  • простота установки, эксплуатации и обслуживания;
  • невысокая цена;
  • отсутствие накипи.

Мощность электродного котла не является постоянной величиной и находится в зависимости от температуры воды в системе. Поэтому расходование электричества сравнительно небольшое.

Недостатки:

  • опасность поражения электротоком;
  • электролиз жидкости, который влияет на показатель теплопроводности. Газы, образующиеся при электролизе, завоздушивают систему.

ТЭНовые

В этих котлах теплоноситель нагревается от трубчатого электрического водонагревателя. Под действием тока ТЭН нагревается и передает свое тепло теплоносителю. Основное преимущество прибора, оснащенного нагревательным элементом, — универсальность. Его можно использовать с различными теплоносителями и в разных отопительных системах. К преимуществам его также относят:

  • безопасность;
  • легко регулируемая мощность, не зависящая от разновидности и температуры теплоносителя.

Есть и определенные минусы:

  • снижение КПД из-за образования накипи;
  • быстрый выход техники из строя при отсутствии воды в системе. При этом возникает пожароопасная обстановка;
  • высокая стоимость в сравнении с электродными модификациями.

Индукционные

В индукционных моделях повышение температуры теплоносителя происходит от сердечника, помещенного в магнитное поле и разогретого индукционными токами. Оборудование выполнено в виде толстостенного лабиринта, что позволяет увеличить теплоотдачу. Конструкция очень надежная, прослужит достаточно долго. Единственное уязвимое место прибора — вынесенный блок управляющей электроники. Также нужен строгий контроль за наличием жидкости в системе. Без теплоносителя оборудование мгновенно выйдет из строя. Еще одно преимущество — котел займет минимум места. Серьезный сдерживающий фактор против покупки такого котла — высокая стоимость.

Экономим электричество

Есть несколько способов уменьшить расходование электричества. Может, вас заинтересуют такие энергосберегающие меры:

  • подключить тепловой аккумулятор в обвязку котла. Это актуально для местности с дешевыми ночными тарифами на электричество. Нагревание теплоносителя происходит в период более дешевых расценок. В дневное время происходит отдача тепла приборам отопления;
  • в межсезонье, когда нет сильных холодов, гораздо выгоднее пользоваться кондиционером в режиме отопления.

Критерии выбора

Отопление в частный дом или дачу реализуется разными способами. Использование электрических котлов – один из наиболее востребованных вариантов. При необходимости можно быстро заменить оборудование на новое и подключить его к отопительному контуру.

Выбирая отопление для дачи или коттеджа, необходимо ориентироваться на следующие критерии:

  • основным показателем техники является ее мощность. Данный показатель определяет, хватит ли производительности котла для обогрева помещения заданной площади и объема. Необходимо выбирать модели с запасом по мощности в 10-20 процентов;
  • тип нагревательного элемента показывает, насколько эффективным и экономичным будет частное отопление. Дом или дача, оснащенные индукционными системами, потребляют небольшое количество электроэнергии. При этом стоимость оборудования не всегда доступна владельцам жилья;
  • марка и модель техники является одним из критериев выбора. Изделия популярных и востребованных на рынке брендов стоят дороже, но и качество таких изделий выше. Если жилой объект – это дача с нерегулярной эксплуатацией, можно сделать выбор в пользу недорогого оборудования малоизвестной марки;
  • стоимость котла для установки в отопительную систему для многих покупателей является основным параметром при выборе. Если сравниваются две модели с одинаковыми техническими характеристиками, вопрос цены становится определяющим;
  • еще одним критерием является функционал изделия. Модели с микропроцессорным управлением являются более востребованными, так как являются более функциональными. Оборудование, обеспечивающее оптимальную температуру в комнатах в автоматическом режиме более практично и эффективно.

На рынке электрические котлы представлены в двух вариантах исполнения. Одноконтурные модели подключаются к отопительной системе на даче или в коттедже, нагревают теплоноситель для радиаторов и батарей. Двухконтурные устройства имеют большие размеры. Частное использование подобных устройств предполагает одновременных нагрев теплоносителя и воды для бытовых нужд. Выбирая и устанавливая современные электрокотлы, владельцы жилых объектов недвижимости получают комфортные условия во внутренних помещениях и могут экономить на электроэнергии.

На какие параметры следует обратить внимание при подборе котла

Бытовой отопительный котел – сложное техническое устройство, имеющее в своем составе не только нагревательный элемент. При покупке надо уделить внимание вспомогательным узлам, и дополнительным опциям от которых зависит надежность всего агрегата, безопасность и удобство его эксплуатации.

Расширительный бак

Расширительный бак для системы отопления.

Возможность работы с многотарифным счетчиком

При установке многотарифного счетчика появляется возможность более экономной оплаты за потребляемую энергию. Система отопления обладает определенной инертностью. Если ее интенсивно разогревать в ночные часы, когда действуют минимальные тарифы, днем она сможет постепенно отдавать тепло. Регулирование работы котла по графику в автоматическом режиме осуществляется при наличии программатора.

Насос

Циркуляционный насос необходим для прокачки теплоносителя по всему контуру. Он обеспечивает оптимальные условия для протекания теплообменных процессов, происходящих в котле и внешних нагревательных приборах. Экономически целесообразно, чтобы он мог изменять расход перекачиваемой жидкости. Если это не предусмотрено производителем котла, лучше приобрести дополнительный регулятор.

Погодозависимое регулирование

Большинство известных производителей электрических котлов предусматривают возможность работы оборудования в зависимости от показаний температурных датчиков, которые могут устанавливаться в отапливаемом помещении или на улице. Такая функция улучшает качество поддержания в доме комфортного микроклимата и дает возможность существенно экономить потребление электроэнергии.

Схема системы отопления с погодозависимым управлением.

Управление трехходовым клапаном

При работе одноконтурного котла на обеспечение горячего водоснабжения здания устанавливают дополнительный бойлер косвенного нагрева. Для этого производитель должен предусмотреть возможность системы управления давать команды трехходовому клапану, отвечающему за своевременную подачу горячей воды в бак-накопитель. Без этой опции качественная работа системы ГВС будет невозможна.

Возможность подключения к реле сброса нагрузок

При одновременной работе нескольких мощных потребителей электроэнергии домашняя сеть может испытывать перегрузки. Это грозит срабатыванием аварийной защиты с обесточиванием здания.

Реализованная на котле функция выбора приоритетного потребителя позволяет автоматически выключить котел в момент включения более важного с точки зрения заданной логики альтернативного прибора. Агрегат снова выйдет на прежний режим сразу, как только появится такая возможность.

Если вы заметили ошибку, не рабочее видео или ссылку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.Поделиться:

Вывод

Какими бы технологичными не были способы нагрева теплоносителя, но в случае с сериями дорогостоящего электрооборудования, они не могут считаться рентабельными до тех пор, пока стоимость электроэнергии остаётся самой высокой среди энергоносителей в РФ.

Реальное решение проблемы комфортного отопления жилья там, где нет газа – котлы с ТЭНами. Сегодня предлагаются модели под любые запросы потребителей – есть простые, есть и более комфортные. С хорошим соотношением количества функций к числу моделей, представлена линейка eloBLOCK VE от Vaillant. А благодаря развитой сервисной системе компании, эти котлы будут приемлемы в домах для временного и постоянного проживания. В любом регионе России.

Схемы отопления

Двухтрубная система с верхней разводкойи естественной циркуляцией.

Двухтрубная система с нижней разводкой и принудительной циркуляцией.

Установка котла. Настенный котел.

  • Электрический котел

  • Группа защитных автоматов в пластиковом боксе, терморегулятор

  • Мембранный расширительный бак

  • Автоматический воздухоотводчик

  • Манометр

  • Группа безопасности – байпас

  • Подающая линия

  • Обратная линия.

При монтаже системы с электрическим котлом на обратку необходимо установить циркуляционный насос, что позволит быстрее распределять теплоноситель и способствует более экономичной и эффективной работе электрокотла.

Для электрокотла от обще домового распределительно щитка необходимо пробросить свою отдельную линию – электрический кабель. В обязательном порядке делается заземление. Желательно установить УЗО.

Рядом с котлом также устанавливается свои защитные автоматы С16 в пластиковом боксе.

Сечение кабеля выбирается исходя из мощности котла и наличию фаз. Для однофазного – трехжильный кабель(L, N, PE) , для трехфазного – пятижильный (L1, L2, L3, N, PE).

Читайте также:  Навесной газовый котел: схема, устройство, установка, виды и отзывы

Мощность

котла

Сечение кабеля для

однофазных электрических котлов

Сечение кабеля для

трехфазных электрических котлов

до 4 кВт

4,0

до 6 кВт

6,0

до 10 кВт

10,0

до 12 кВт

16,0

2,5

до 16 кВт

4,0

до 22 кВт

6,0

до 27 кВт

10

до 30 кВт

16

Сборка нагревателя с ТЭН

Чтобы изготовить самодельный электрический котел отопления с трубчатым электронагревателем понадобится следующий комплект материалов:

  • стальной лист толщиной больше 2 мм;
  • отрезок стальной трубы (длина и диаметр зависят от производительности агрегата);
  • трехфазные ТЭНы (не рекомендуется применять нагреватели со встроенным реле, поскольку они быстро изнашиваются).

Сначала из стального листа необходимо вырезать будущее дно котла. Размеры дна должны соответствовать диаметру трубы. Затем из того же металла требуется сделать фланец – кольцо, чей внутренний диаметр равен наружному или внутреннему диаметру трубы, в зависимости от того, каким способом деталь планируется закрепить на корпусе. Ширина кольца обычно составляет 30 мм.

Далее из стального листа изготавливают крышку с диаметром, соответствующим внешнему диаметру фланца. Крышка и фланец соединяются при помощи 6 болтов, в местах монтажа креплений заранее проделываются отверстия. Еще несколько отверстий просверливается в крышке — их размер должен соответствовать размерам запланированных к установке ТЭНов.

Приваривание элементов

Первым к корпусу котла нужно приварить дно, следующим – фланец. Крышку монтируют только после того, как на ней будут прочно зафиксированы трубчатые нагреватели. Между ТЭНами и крышкой вставляется уплотняющая прокладка из материала, устойчивого к воздействию воды.

Между крышкой и фланцем располагается еще одна прокладка, выполненная из автомобильной камеры. Эта прокладка должна быть точной копией фланца, в том числе в ней надо сделать отверстия под болты.

Монтаж патрубков

До того, как закрыть котел крышкой, в его корпус монтируют патрубки для подключения труб системы отопления, предварительно вырезав подходящие отверстия. Важно, чтобы на концах патрубков имелась резьба: это требуется для установки входных кранов, которые позволят перекрывать циркуляцию теплоносителя в контуре, если электрический котел потребуется отремонтировать. Труба для отвода горячей жидкости располагается в верхней части агрегата, желательно встроить ее прямо в крышку. Охлажденный теплоноситель подается по трубе снизу.

Когда патрубки монтированы, котел полностью собирают и подключают к сети. Иногда его конструкция может меняться: например, на фланец монтируют не только крышку, но и дно. Устройство является универсальным, и его получится легко приспособить к техническим параметрам системы отопления дома.

Электромонтажные работы

Во время электромонтажных работ контакты всех ТЭНов котла соединяются с колодкой, к ней же подключается нулевой провод. Иногда нагревательные элементы сразу же замыкают на этот провод без использования колодки.

Сечение жилы провода должно соответствовать нагрузке, которую ТЭНы создают: тогда самодельный электрический агрегат будет работать без сбоев.

К контакту каждого нагревателя подключают фазный провод, пропущенный через автомат защиты. Сечение кабеля выбирают на основе нагрузки, создаваемой всеми включенными ТЭНами одновременно.

Все провода должны быть изолированы, особое внимание нужно уделить тому, чтобы их оголенные части не соприкасались с металлической крышкой котла.

Комбинированные электрические котлы

Электроснабжение бывает непостоянным. В зимний период во многих регионах ведется двух тарифная оплата, по причине которой использовать исключительно электрокотлы для отопления дома становится экономически нецелесообразно. На помощь приходят комбинированные модели:

  • Электро-дровяные
  • Электро-твердотельные

Наибольшее распространение получили электро-дровяные модели, которые объединяют в себе классическую топку и тэны. Они могут иметь различные модификации, но все имеют простой и понятный принцип функционирования.

Электро-твердотельные котлы очень похожи на электро-дровяные. Однако они могут работать на любом твердотельном топливе. Большое количество альтернативных вариантов отопления делает систему более гибкой и практичной. Однако за все преимущества необходимо платить, поэтому стоимость подобного оборудование значительно выше.

Среди многочисленных плюсов комбинированных котлов отмечают:

Комбинированные электрические котлы
  • Наличие двух объединенных источников тепла, хозяин дома в праве самостоятельно решать, каким воспользоваться
  • Экономичность
  • Простая эксплуатация
  • Адекватная стоимость оборудования

Подключение своими руками

Рассмотрим пример установки настенного оборудования YurolEnergy, имеющего две индукционные колбы. Размеры корпуса 60х30х25 см, а вес 60 кг. Номинальная мощность оборудования составляет 5 кВт. Работает от сети при напряжении 220 В и частоте 50 Гц.

Установка производится преимущественно в нежилом помещении. Места должно быть достаточно не только для оборудования, но и для его обслуживания. Нужно также, чтобы была подведена сеть 220 или 380 V. Для установки необходимо предусмотреть с каждой стороны по бокам минимум 50 мм. Спереди должно быть свободного пространства ≥ 70 см, над установкой ≥ 80 см, а под ней ≥ 50 см.

Последовательная схема монтажа оборудования своими руками:

  1. Выполняется разметка пространства для монтажа электрокотла.
  2. Устанавливаются крепежи.
  3. Навешивается оборудование.
  4. Монтируется циркуляционный насос и прочее оборудование к котлу.
  5. Выполняется разводка труб к радиаторам.
  6. Подсоединяется проводка к специальным выводам для кабеля. Проводка должна быть медной с поперечным сечением, указанным в паспорте к электрокотлу.
  7. Подключается насос.
  8. После всех подключений закрывается корпус.
  9. Наполняется система теплоносителем.
  10. Проверяется герметичность системы и правильность работы всех измерительных приборов.
Подключение своими руками

Навесной котел необходимо устанавливать на термостойкой конструкции. Крепление должно быть надежным.

В случае если отапливается здание большой площади, электрокотел должен быть такой мощности, которая обеспечит каскадную систему отопления.

Схема отопления двухэтажного дома

Схема показывает работу каскадной системы. Вода подается вверх и опускается через радиаторы. Остывшая вода возвращается обратно и отправляется в котел для подогрева. Кроме отопления, двухконтурный котел подогревает воду и для системы водоснабжения.