Тэновые электрические котлы: описание, принцип работы

Комбинированные котлы на дровах и электричестве – это стандартные твердотопливные котлы со встроенным ТЭНом, подогревающим теплоноситель после прогорания топлива или в автономном режиме. Мощность блока ТЭНов в таких котлах небольшая, обычно 3-6 кВт, что позволяет использовать электричество в качестве основной энергии лишь в небольших частных домах площадью 40-60 м².

По стоимости модели со встроенным блоком ТЭНов практически не отличаются от классических твердотопливных котлов, имеют лишь немного модифицированную конструкцию, все так же надежны, сами ТЭНы служат по 5-7 лет и более, а их замена не требует особых навыков и серьезных финансовых затрат.

Что собой представляют комбинированные котлы «дрова-электричество»

Котлы смешанного типа, работающие на твердом топливе и электричестве, – это всегда напольная конструкция, по габаритам соответствующая обычным твердотопливным моделям. Без использования ТЭНов (трубчатых электронагревателей) – это обычные твердотопливные котлы, сжигающие не только дрова, но и уголь, пеллеты, торф, кокс, антрацит. Обвязка, установка и подключение универсальных котлов производится аналогично однотопливным.

Для чего нужны и как применяются

Отопление электричеством является наиболее дорогим. Однако если использовать его в качестве резервного источника тепла в твердотопливном котле, можно получить больше выгод, чем может показаться на первый взгляд:

• сохранение комфортного уровня температуры после прогорания твердого топлива в течение более длительного срока, например, до утра, если загрузка догорела в полночь;
• сглаживание цикличности твердотопливных котлов, когда на пике горения достигается чрезмерная теплопроизводительность, а между загрузками она сильно снижается. Как следствие, трудно сохранять постоянный комфортный уровень температуры в доме;
• возможность более быстрого нагрева теплоносителя при одновременном использовании дров и электроэнергии;
• серьезная экономия пространства котельной, поскольку для установки двух отдельных однотопливных котлов нужно по крайней мере 6 м² свободной площади.

В отличие от газово-дровяных моделей, котлы на твердом топливе и электричестве более оправданы, практически не отличаются по стоимости от обычных твердотопливных аналогов.

Однако если есть финансовые возможности, а место в котельной не ограничено, мы рекомендуем установить два отдельных котла, которые можно подключить параллельно (если система с естественной циркуляцией) или последовательно (если планируется закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя). На это есть несколько причин:

• функциональность отдельного электрического котла сильно выше, особенно при использовании комнатного термостата;
• блок ТЭНов уменьшает объем топочной камеры в среднем на 5-15 литров, что сказывается на длительности горения одной загрузки;
• КПД ТЭНов при работе после прогорания загрузки снижается на несколько процентов (от стандартных 99%) в виду наличия в топке постоянной тяги. Кроме того, водяная рубашка, в которую помещены трубчатые электронагреватели обычно не отделена слоем теплоизоляции, что добавляет теплопотери через теплообменник (когда нагревательный узел даже бюджетных электрокотлов имеет слой теплоизоляции).

Котлы с длительностью горения одной закладки топлива до 7 суток

Устройство и принцип работы

Котлы со встроенным ТЭНом имеют абсолютно такую же конструкцию, как и классические твердотопливные аналоги, за исключением отведенного в водяной рубашке места под блок ТЭНов, часто это подразумевает уменьшение объема топочной камеры. Блок трубчатых электронагревателей – съемный, нагревательная часть помещена непосредственно в теплообменник, а контакты выведены через отверстие в стенке корпуса котла.

Работают даже 6 кВт блоки от однофазной электросети, управляются с котла, автоматически или с помощью отдельного пульта управления, как в моделях Zota и Теплодар Куппер.

Алгоритм работы прост:

1. При растопке дровами или углем котел работает как и любой другой твердотопливник. Уровень тяги и температуры поддерживает механический терморегулятор.
2. После сгорания загрузки топлива, температура теплоносителя падает и, при достижении критической отметки, датчик температуры подает сигнал блоку ТЭНов.
3. Если во время обогрева ТЭНами загрузить новую порцию твердого топлива, температура теплоносителя поднимется и ТЭНы отключатся.

Отзывы об универсальных твердотопливных котлах со встроенным ТЭНом: преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Всего на 10-15% более высокая стоимость, что делает покупку комбинированной модели более выгодной с финансовой точки зрения	Довольно простой функционал, отсутствие продвинутой автоматики
Частичное устранение главного недостатка тт котлов – необходимости в постоянной дозагрузке. Согласно отзывам владельцев даже довольно больших домов площадью 150-200 м2, мощности ТЭНов достаточно чтобы сохранить температуру 17-19°C до утра.	В универсальных котлах на дровах и электричестве используются лишь стальные, подверженные коррозии теплообменники. Чугунных моделей на сегодняшний день нет.
Экономия пространства в котельной	Меньший КПД ТЭНов
Возможность использования двух источников тепловой энергии в любое время	Обычно меньший объем топки
Наличие двухконтурных моделей	Ограниченный выбор моделей, на рынке практически полностью отсутствуют зарубежные производители
Возможность использования электроэнергии для отопления лишь в ночное время по сниженным тарифам (нужен электрический счетчик, дифферинцирующий потребление по временным зонам)	Блок ТЭНов имеет небольшую мощность и, несмотря на то, что может работать автономно, предназначен лишь для поддержания температуры, а не полноценного обогрева

Как выбрать комбинированный котлоагрегат

Выбор отопительных котлов на дровах и электричестве ограничен, поскольку все это очень похожие напольные конструкции со стальным теплообменником. При выборе следует обратить внимание лишь на:

1. Количество контуров. Одноконтурные модели используются лишь для отопления. Двухконтурные подогревают воду и в контуре ГВС, санитарная вода которого не смешивается с технической в контуре отопления. Двухконтурные модели дороже на 10-30%, но это все еще наиболее дешевый способ организации горячего водоснабжения.
2. Сжигаемое топливо. Обычно такие котлы рассчитаны на сжигание не только дров, но и угля, торфа, пеллет – эта информация всегда указана в описании товара или инструкции по эксплуатации. Однако бывают исключительно двухтопливные модели (дровяные со встроенными электронагевателями), которые не предназначены для сжигания угля.
3. Рабочее давление. В виду стального теплообменника, многие модели характеризуются максимально допустимым рабочим давлением всего 1 бар. Это значит, что использовать их можно лишь в открытой системе отопления с естественной циркуляцией, поскольку в системах закрытого типа рабочее давление обычно в пределах 1,5-2 бар.
4. КПД. Не смотря на то, что это показатель эффективности, в данном случае на него можно обратить внимание лишь в последнюю очередь, поскольку он очень сильно зависит от качества топлива. Заявленные производителем 75% при использовании слишком сырого дерева или зольного нетеплотворного угля могут превратиться в 60 и даже 50%. Тем не менее, отличный показатель – 80% и более, свидетельствующий об удачной и эффективной конструкции котла.

Минимально необходимая мощность

Для стандартного неутепленного или слабоутепленного дома в климатической зоне Подмосковья, с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков 2,7 м, минимально необходимая мощность рассчитывается по простой формуле: 1 кВт на каждые 10 м² площади. Также мы рекомендуем закладывать запас мощности 20-30%.

Например, для вышеописанного среднестатистического дома площадью 120 м², минимально необходимая теплопроизводительность отопительного оборудования – 120/10 * 1,2(20% запаса) = 14,4 кВт, то есть 15 кВт.

Если котел двухконтурный, желательно добавить еще 10-15% запаса, чтобы подогрев воды не сказывался на отоплении. Если дом находится на юге или севере страны, хорошо утеплен, имеет высокие потолки или большую площадь остекления, учитываются корректирующие коэффициенты, изменяющие результат на 5-30% в большую или меньшую сторону.

Как точно рассчитать необходимую мощность котлаИндивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

Теплодар Куппер Практик 14

Один из лучших комбинированных котлов дрова-электричество для отопления частного дома. Известен своей надежностью, доступной ценой, эффективностью (благодаря удачной наклонной конструкции топки), практичностью и легкостью очистки. Котел также имеет очень компактные размеры. Мощность ТЭНов – всегда 6 кВт.

Модель является лучшей в соотношении цена-качество, занимает призовые места в самых различных рейтингах, согласно опыту монтажа и отзывам владельцев на протяжении более 6 лет эксплуатации не было серьезных сервисных нареканий.

Единственными недостатками, которые отмечают владельцы, является допустимое рабочее давление всего в 1 бар и слишком горячий выход газов, из-за чего могут плавиться или сгорать неустойчивые к температуре материалы, например, используемые в дымоходах из сэндвич-труб.

Стоимость: 15 900-19 000 руб.

ZOTA Тополь М 14

Еще один известный комбинированный котел. Отличается своей технологичностью: вертикальная и горизонтальная дверцы для загрузки топлива, трехходовой теплообменник, водяная рубашка охлаждает зольник и предотвращает его деформацию, корпус изолирован базальтовым картоном, что снижает теплопотери через водяную рубашку. Помимо дров и угля можно сжигать антрацит, максимальное давление — 3 бар, котел можно использовать в системе отопления закрытого типа.

Главным недостатком является сомнительная надежность и качество сборки. Несмотря на то, что многие котлы беспроблемно работают уже более 7 лет, встречаются случаи протекания теплообменника вследствие воздействия коррозии. Поэтому обязательным условием является использование в качестве теплоносителя очищенной мягкой воды + установка в систему умягчающего фильтра.

Стоимость: 27 000-29 000 руб.

Каракан 16ТПЭВ 3

Очень компактная двухконтурная модель. Имеет максимально простую конструкцию, большое загрузочное отверстие и топку, не требователен к топливу и абсолютно всеяден. Допустимое давление 3 бар, что позволяет использовать котел в системах закрытого типа. Верхняя часть котла – это варочная поверхность. Сервисных нареканий за более 5 лет эксплуатации не было.

Стоимость: 23 900-25 300 руб.

ЭВАН WARMOS TT-18

Неприхотливый к топливу, но и не самый эффективный комбинированный котел. В нем без проблем можно сжигать опилки, любые топливные отходы и традиционные виды топлива. Отличается также вместительно топочной камерой: длительность горения на одной загрузке дров до 8 часов, а на угле – до 15. Несмотря на простую конструкцию, под корпусом предусмотрен слой теплоизоляции. Имеется штатный термостат, управляющий ТЭНом, однако мощность нагревателя всего 2 кВт.

Из недостатков – посредственное качество, надежность и довольно высокая для такой простой конструкции цена.

Стоимость: 26 000-29 000 руб.

Цены: итоговая таблица

Производитель и модель	Цена, руб.
Теплодар Куппер Практик 14	15 900-19 000
ZOTA Тополь М 14	27 000-29 000
Каракан 16ТПЭВ 3	23 900-25 300
ЭВАН WARMOS TT-18	26 000-29 000

При решении вопроса по организации теплоснабжения центральное место занимает правильный выбор оборудования. Теплогенератор является центром любой системы отопления, и от эффективности его работы зависит продуктивность функционирования всего отопительного контура в целом. Рынок отопительного оборудования предлагает массу всевозможных решений.

Твердотопливные котлы по-прежнему остаются востребованными и популярными во многом благодаря возможности модификации. Установка ТЭНов (трубчатых электронагревателей) — это довольно простой и относительно дешевый способ превращения котла на твердом топливе в комбинированное устройство, вырабатывающее тепло с использованием электроэнергии. Твердотопливный котел с ТЭНами по сути является агрегатом, в котором существует возможность альтернативного или совместного использования основных видов топлива и электричества.

Особенности котла на твердом топливе с ТЭНом

Наличие электрических нагревательных элементов в контуре отопления превращает твердотопливные агрегаты в устройства, способные в течение продолжительного времени сохранять температуру теплоносителя на необходимом для функционирования системы уровне. Это крайне важно в том случае, если температура за окном ниже нулевой отметки, а в отопительный контур залита вода.

Какой бы вместительной не была камера сгорания, твердое топливо сгорает относительно быстро. Исключение составляют котлы длительного горения, но их работа базируется на несколько иных физических принципах, а сложность конструкции ведет к увеличению цены. Комбинированные твердотопливные агрегаты с ТЭНами — это лишь улучшенные модификации, имеющие относительно простую и проверенную временем конструкцию.

Конструкция

Вне зависимости от производителя, любой современный твердотопливный котел с электротэном представляет собой теплогенератор.

В его конструкцию входят:

1. Металлический корпус.
2. Камера сгорания твердого топлива.
3. Теплообменник.
4. Система подачи воздуха.
5. Система отвода продуктов горения.
6. Одиночный электронагревательный элемент или блок ТЭНов.
7. Управляющая автоматика.

Каждая фирма-производитель отопительного оборудования старается находить оптимальные для своих изделий конструктивные решения, поэтому расположение элементов, их форма и размеры могут быть различны. В большинстве моделей блок ТЭНов находится в нижней части водяной рубашки котла, чтобы при его включении нагревался весь теплоноситель.

Некоторые модели имеют верхнее расположение ТЭНов. Это объясняется тем, что конструкторы считают неэффективным использование электроэнергии для нагрева большого количества теплоносящей жидкости. ТЭНы подогревают лишь часть теплоносителя, непосредственно циркулирующего в системе.

Принцип работы

Теплогенератор, использующий как минимум два источника энергии — это по сути комбинированный котел. После загрузки в камеру сгорания дров или угля и их поджига начинается передача тепловой энергии, полученной при их сгорании, к теплоносителю, находящемуся в теплообменнике. Для более эффективного использования тепла некоторые модели представляют собой двух- или трехконтурные устройства. Чем меньше тепла будет выведено в трубу и больше отдано для обогрева — тем выше КПД системы в целом.

Если учесть, что 22% тепла пропадает с уходящими газами, 8% обогревает окружающее пространство, и 12% остается в неполностью сгоревшем топливе, то лишь от 67 до 80% представляет собой полезное тепло, отданное теплоносителю. И так невысокий показатель КПД может снижаться по причине недостаточно мощной приточной вентиляции или излишнего количества воды в системе.

Системы отопления с использованием жидкостей инерционны. Для разогрева теплоносящей жидкости требуются серьезные энергозатраты, что при остывании системы приводит к перерасходу любого вида горючего. Чтобы этого избежать, при прогорании дров или угля в работу вступает ТЭН. До момента закладки новой партии горючего необходимая температура в системе поддерживается за счет использования электрической энергии. За своевременное включение и отключение электронагревателя или ТЭНа определенной мощности в блоке ТЭНов отвечает автоматика.

Суть процесса состоит в том, что датчик температуры теплоносителя отправляет сигнал на контроллер, который при ее падении до установленного значения включает ТЭН. Когда теплоноситель достаточно нагрет, подача электроэнергии прерывается. До тех пор, пока питание на управляющую аппаратуру и электронагреватель подается, процесс циклически повторяется.

Преимущества

Наличие ТЭНов в конструкции твердотопливного теплоагрегата позволяет:

• поддерживать в течение необходимого времени заданную температуру теплоносителя в системе;
• существенно экономить все виды твердого горючего;
• использовать электрическую энергию в качестве резервного источника тепла;
• комфортно эксплуатировать оборудование, избавившись от необходимости частого подбрасывания дров или угля в топку, особенно ночью;
• не беспокоиться о размораживании системы при необходимости отъезда из загородного дома, коттеджа или дачи даже на длительный срок.

Недостатки

В качестве единственного недостатка твердотопливных теплоагрегатов с ТЭНами можно указать высокую стоимость потребляемой электроэнергии. По этой причине в бытовых устройствах не используются ТЭНы высокой мощности. При организации отопления в небольшом загородном доме используются котлы мощностью от 10 до 15 кВт, а суммарная мощность нагревательных элементов в блоке ТЭНов не превышает 4-6 кВт. Небольшая мощность электронагревателей ограничивается, в первую очередь, возможностями бытовой электросети 220В-50Гц, от которой питается все оборудование. В случаях, когда проект предусматривает обогрев помещений большой площади, могут устанавливаться более мощные ТЭНы, а система электроснабжения существенно дорабатывается.

Критерии выбора

При выборе отопительного оборудования любой потребитель ориентируется на его способность максимально эффективно обогреть жилище и подсобные или технические помещения. Основной показатель любого теплогенератора — это его мощность. Как правило, необходимая мощность рассчитывается путем сложных вычислений с учетом отапливаемой площади помещений, характеристик материалов стен и кровли, количества дверных и оконных проемов и десятков других параметров.

Упрощенный расчет производится по площади и объему помещений. В самом упрощенном виде принято считать, что 1 кВт заявленной мощности котла достаточно для эффективного обогрева 10 м² площади помещения. На практике для дома площадью 150 м² будет достаточно котла на 15 кВт. В идеале выбирается теплогенератор с параметрами выше расчетных на 10-15%.

Также при выборе следует учитывать:

• материалы изготовления корпуса и теплообменников;
• линейные размеры котла;
• возможность подключения электрооборудования и характеристики электросети;
• расположение точек подсоединения труб и запорной арматуры;
• особенности и форму газоотвода;
• необходимость обустройства и мощность приточной вентиляции;
• цену и авторитет торговой марки.

Обзор популярных моделей и цен

Разнообразие моделей котлов, работающих на твердых видах горючего, практически безгранично. Некоторые модели отличаются от конкурентов не только невысокой стоимостью, но и отличными эксплуатационными параметрами, прошедшими проверку временем.

Warmos-TT (Эван)

Линейка котлов Warmos-tt — образец качественного и недорогого отопительного оборудования от российского производителя. В линейку входят аппараты с номинальной тепловой мощностью 18 и 25 кВт. Модели, название которых содержит букву «К», оснащены ТЭНом мощностью 2,1 кВт и регулятором тяги. Отличительной чертой аппаратов является наличие системы дожига отводимых газов, обеспечивающей более полное сгорание топлива. Корпус котла выполнен из листовой стали с наружным порошковым окрашиванием. При соблюдении правил эксплуатации производитель гарантирует работу агрегата в течение 10 лет.

Цена на модели Warmos-tt находятся в пределах от 29 до 30,5 тыс. руб., что значительно ниже, чем стоимость аналогов от зарубежных именитых брендов. К преимуществам конструкции можно отнести вместительную камеру сгорания и наличие защитного экрана от языков пламени.

Цены на WARMOS-TT

WARMOS-TT

Zota Mix и Дымок

В линейку теплогенераторов Zota Mix входят агрегаты мощностью от 20 до 50 кВт с ТЭНами от 3 до 9 кВт. Главное конкурентное преимущество котлов Zota Mix — возможность использования практически всех видов твердого горючего: от дров до бурого угля. Под брендом «Zota» котлы изготавливает Красноярский завод отопительной техники и автоматики. Популярный котел «Дымок» также является детищем предприятия. Небольшие по размерам и мощности котлы «Дымок» с варочной поверхностью и без нашли свое применение на дачах и в небольших по площади домах. Популярность изделий под брендом «Zota» обеспечили невысокая стоимость и простота использования оборудования.

Дилерская цена на твердотопливный котел Zota мощностью 31,5 кВт некритична для простого обывателя и находится в пределах от 33 до 35 тыс.руб. При этом качество изделия находится на должном уровне, а отечественный производитель гарантирует наличие необходимых запасных частей.

EKO-EL (Wirbel)

Самым интересным техническим решением, отличающим котлы Wirbel серии EKO-El является наклонный люк, существенно облегчающий загрузку дров в камеру сгорания. Модельный ряд насчитывает 9 моделей мощностью от 14 до 80 кВт. Модели с индексом «EL» комплектуются ТЭНами мощностью от 6 до 24 кВт. Эффективность теплоотдачи в теплогенераторах данной серии существенно повышена за счет использования водонаполненной колосниковой решетки.

Цена на самую маломощную модель Wirbel ECO-EL 14 находится в пределах 77-78 тыс.руб, что вполне отвечает продуманности всех элементов, высокому качеству материалов изготовления и сборки.

Цены на EKO-EL

EKO-EL

Нюансы монтажа и подключения

При подключении теплооборудования с ТЭНами прежде всего необходимо предусмотреть точку подключения электросети. В монтаже такого вида устройств обязательно должен принимать участие профессиональный электрик, способный правильно рассчитать необходимое сечение провода и подобрать соответствующий автомат защиты. В остальном обвязка твердотопливных агрегатов с электронагревателями полностью копирует схему подключения обычных котлов.

Учитывая, что в системе отопления присутствует вода, обязательно предусматривается заземление или устанавливается УЗО (устройство защитного отключения).

Требования пожарной безопасности

Правильно установленным и обеспечивающим необходимый уровень безопасности твердотопливным котлом можно считать лишь тот агрегат, монтаж которого произведен в соответствии с Нормами Пожарной Безопасности (НПБ) и Строительными нормами и правилами (СНиП). По-настоящему качественно это могут сделать специалисты-монтажники, обладающие инженерными знаниями и многолетним опытом.

Видео

Похожие записиОтзывы и комментарии

В нынешних условиях, когда технический прогресс не стоит на месте, традиционные виды и способы отопления выходят на авансцену. Многие из нас кто имеет свой частный дом или дачный дом загородом, стараются выбрать наиболее удобный, максимально эффективный и экономичный способ отопления. Газовое водяное отопление сегодня считается самым дешевым. Однако не всегда по ряду причин можно подключиться к централизованному газоснабжению. Прекрасно альтернативой газовому отоплению станет твердотопливный котел, работающий в паре с электротенами. Такая комбинация принципиально разных нагревательных приборов вызвано технологической необходимостью.

Современные отопительные приборы на твердом топливе представляют собой высокотехнологичные устройства. Твердотопливные котлы мощны, экономичны, способны одновременно решать сразу несколько технологических задач. Несмотря на массу очевидных преимуществ, даже самые совершенные модели котельного оборудования на твердом топливе не лишены недостатков. Рассмотрим детальнее, для чего и с какой целью выпускаются твердотопливные агрегаты с электротеном.

Твердое топливо и электричество – предыстория такой комбинации

Все нам хорошо знакомы ситуации, которые возникают при эксплуатации котельного оборудования в частном доме. При централизованном газовом снабжении человеческий фактор сведен практически к нулю, тогда как эксплуатация отопительной техники на твердом топливе требует к себе постоянного внимания. Решить проблему установкой одной лишь автоматики, не удастся.

Прекрасные технологические возможности, экономичность и практичность в эксплуатации, характеристики, которые сегодня заслуженно можно отдать твердотопливным нагревательным агрегатам. Все бы ничего. Однако существует один существенный недостаток, который может омрачить идиллию и комфорт в вашем доме. Закончился запас топлива, прогорели дрова в топке и что? Котел вынужден невольно останавливаться. Если имеется тепловой аккумулятор, ситуация не так катастрофическая. Накопленная в баке горячая вода будет расходиться по системе отопления, поддерживая на какое-то время необходимую температуру в доме.

А если речь идет о дачном доме, где между визитами хозяев проходит довольно много времени. Остановившийся котел, растраченный теплоноситель из бака-накопителя поставят всю систему в технологический коллапс. В зимний период такая ситуация чревата размораживанием всей системы отопления – ЧП, последствия которого устранить за короткое время не получится. Что бы подобного ни случилось, используется запасной вариант подогрева теплоносителя в системе. Роль предохранителя в данном случае лучше всего доверить электронагревательным приборам. Электричество в сети есть практически всегда, независимо от того, есть дома хозяева, или нет.

Важно! Работающий на твердом топливе котел выполняет основную работу по подогреву теплоносителя, обеспечения обитателей дома горячей водой. Полученные результаты достигаются за счет большой мощности оборудования и особенностей обвязки твердотопливных агрегатов. Электричеству в данном случае отводится вспомогательная роль. Электрическая часть имеет ограниченную мощность.

Электронагревательные элементы способны поддерживать работоспособность отопительной системы на оптимальном уровне. Закончились в топке дрова, система сама переходит на электропитание. Нередки случаи, когда оба источника нагрева работают в тандеме, по очереди подменяя друг друга. Нам хорошо знакома ситуация, когда за ночь прогорает очередная закладка дров, а к утру дом начинает остывать и горячая вода в кране еле теплая.

Что собой представляет твердотопливный котел, оснащенный электрическими тэнами

Столкнувшись с таким явлением, как размораживание системы отопления, было найдено разумное с технической точки зрения, инженерное решение. Производители решили оснастить обычный нагревательный прибор, работающий на угле или на дровах, электрическими тэнами. Такая модернизация стала возможна благодаря особенностям конструкции отопительного прибора.

Основная работа котла осуществляется за счет горения топлива, заложенного в топочную камеру. За счет процесса горения котел работает в рабочем режиме, снабжая дом теплом и обеспечивая работу системы ГВС. Над топочной камерой установлен теплообменник, являясь основным элементом всей конструкции. В отличие от обычных твердотопливных аппаратов, данная техника оснащена одним, чаще двумя или тремя термоэлектрическими нагревательными элементами – электротэнами. Такие приборы могут устанавливаться непосредственно в теплообменник.

В обычном режиме циркуляция теплоносителя по трубопроводу осуществляется за счет гравитации или в принудительном порядке,  с помощью циркулирующего насоса. Как только интенсивность горения в топке уменьшается, снижается температура теплоносителя в системе, о чем сигнализирует термодатчик. Включается в работу электрические нагреватели, сообщая необходимо тепло остывающему теплоносителю. Соответственно ввиду уменьшения интенсивности нагрева, циркуляция котловой воды в системе замедляется.Таким образом, в двух словах можно описать принцип работы твердотопливного котла с электротэнами.

На заметку: Вариантов установки электротэнов много. В каждом отдельном случае производитель сам определяет оптимальный вариант конструкции отопительного прибора. От места расположения электронагревательных приборов непосредственно зависит конечный результат.

Преимущества твердотопливных агрегатов с электротэнами и недостатки

Обычный котел на дровах или на угле, установленный у вас дома или на даче всем хорошо. Существует единственный минус, о котором хозяевам приходится умалчивать. Проблема заключается в постоянной необходимости подкармливать отопительный агрегат топливом. Электротэны, установленные в котел, способны кардинально улучшить сложившуюся ситуацию, взяв на себя часть работы в бесконечном процессе. С такими приспособлениями вам не придется регулярно наведываться в котельную и контролировать процесс сжигания топлива.

Важно! Рассчитывать на полноценный обогрев жилого здания и обеспечения горячей водой при работающих электронагревательных элементах, не стоит. Электричество в данном случае является временным источником тепловой энергии. Допускать большие перерывы в работе основной части котла, значит поставить себя перед фактом больших расходов за потребляемую электроэнергию.

Какие же преимущества вы получаете, установив у себя дома комбинированный твердотопливный котел:

• автономная работа всей домашней системы отопления;
• увеличенный промежуток времени между загрузками топлива в камеру сгорания;
• защита водяной системы отопления от размораживания при низких температурах.

Что касается технологических преимуществ, то твердотопливные агрегаты, оснащенные электронагревательными приборами, обладают следующими возможностями:

• отсутствие образования конденсата на внутренних стенках топочной камеры ввиду постоянного подогрева теплообменника электротэнами;
• при постоянной поддержке необходимой температуры теплоносителя, нет необходимости монтировать запасной контур и ставить термосмесительный клапан;
• за счет работы электроприборов, КПД отопительного твердотопливного котла повышается до 95%.

Универсальность является главным преимуществом подобной техники, однако подобные преимущества имеют и обратную сторону. Комбинация обоих типов нагревательных элементов в одном устройстве приводит к значительному удорожанию модели. В сравнении с традиционными твердотопливными агрегатами, такие котлы на порядок дороже. Однако если вы хотите получить спокойствие и комфорт, цена не станет сдерживающим фактором.

Второй аспект, который может отпугнуть потребителя от подобного котельного оборудования, заключается в технологичности прибора. Большая инерционность отопительного котла является характерной, как для твердотопливного агрегата, так и для его электрической части. Невысокая мощность электротэнов является основным фактором, препятствующим вашему выбору. Как правило, при основной мощности в 50 и более кВт, электрические нагреватели выдают всего 6-24кВт. Как правило, суммарная мощность электрических термонагревателей не больше 1/3 от максимальной мощности твердотопливного котла.

На заметку: Котлы, оборудованные более мощными электронагревательными приборами, стоят дороже, и расход электроэнергии в данном случае будет значительный. Такие комбинированные котлы удобны в эксплуатации, но совершенно не рентабельны в качестве источника тепла для системы отопления.

Заключение. Особенности подключения

Приобретение котла на твердом топливе, оснащенного электрическими нагревателями позволяет сразу решить практически все существующие проблемы с системой отопления.

Главное! Для снабжения электричеством такие агрегаты не требуют переоборудования домашней электросети на три фазы. Единственное условие правильной эксплуатации, соблюдение правил и стандартов подключения. Котел в момент работы электрической части работает как обычный накопительный бойлер, от домашней сети в 220В.

Такая техническая возможность не дает права расслабиться. При подключении котла в систему необходимо отдельную линию с отсекающим автоматом, который защит котел от несанкционированных подключений к линии других электробытовых приборов. Все дополнительные манипуляции при установке отопительного котла на твердом топливе с электрической частью, заключаются в прокладке нового кабеля и самого подключения.

К особенностям эксплуатации такой отопительной техники относится обустройство дымохода. Хорошая тяга позволит нормально работать котлу в режиме горения, не провоцируя несанкционированные включения электротэнов. Качество вентиляции и вытяжки определяет работу всей системы отопления. Есть тяга, горит топливо, нет тяги, возникает недожог дров, начинает работать электронагреватель.

По своим габаритам отопительная техника этого класса не сильно отличается от обычных аналогов. Тот же размер камеры сгорания, тот же объем теплообменника. Система отопления с твердотопливным агрегатом, в конструкции которого присутствуют электротэны, предполагает так же наличие теплоаккумулятора и других защитных приспособлений.

Хозяевам частных домов, использующим для обогрева печи на твердом топливе, хорошо знакома проблема выхолаживания жилища после полного прогорания закладки дров или угля. Это случается ночью либо в отсутствие хозяев, когда некому подбросить новых поленьев в топку. Вопрос решается несколькими способами:

• использовать комбинированный котел отопления дрова – электричество;
• установить 2 раздельных источника тепла – твердотопливный и электрический;
• не связываться с электроэнергией и поставить котел на дровах длительного горения.

Предлагаем детально рассмотреть перечисленные варианты, чтобы выбрать наиболее комфортный способ отопления загородного дома.

Применение комбинированных котлов

Теплогенераторы, работающие на различных энергоносителях, появились не вчера. Еще со времен СССР известны «двухтопливные» котлы газ – дрова, в них для перехода на древесину приходилось снимать горелочное устройство. В современных отопительных агрегатах твердое топливо комбинируется не только с газом, но и с электричеством, что более актуально для пользователей. Домовладелец, решившийся купить котел отопления на дровах и электроэнергии, одним махом решает несколько вопросов:

1. Применяет для обогрева сразу два энергоносителя, альтернативных по отношению к природному газу.
2. Исключает выхолаживание помещений частного дома, когда содержимое топливника полностью сгорает, а новая порция угля или дров не загружена.
3. Повышает удобство эксплуатации водяного отопления, поскольку вставать среди ночи и бежать в котельную уже не требуется.

Комбинированные теплогенераторы нового поколения сконструированы таким образом, что электрический нагрев включается автоматически, когда вода в котловом баке начинает остывать. Обратный переход на сжигание древесины без вмешательства хозяина дома невозможен.

Принцип работы электро-дровяного котла

Конструкция отопителя данного типа аналогична устройству традиционного твердотопливного котла, состоящего из следующих основных элементов:

• камера сгорания (топливник), куда загружаются поленья и уголь;
• снаружи она омывается теплоносителем, заключенным внутрь водяной рубашки;
• теплообменник жаротрубного либо водотрубного типа, где продукты горения отдают большую часть тепла воде перед выбросом наружу через дымоход;
• колосниковая решетка стоит на дне топливника, а под ней располагается зольная камера;
• топка и зольник спереди оснащены дверцами;
• для изменения интенсивности горения в теплогенераторе служит механический регулятор тяги либо вентилятор – нагнетатель воздуха (если не предусмотрено ручное управление воздушной заслонкой).

Бытовые комбинированные котлы отопления отличаются конструкцией водяной рубашки, где предусматривается место под установку блока трубчатых электронагревателей – ТЭНов. Греющая часть элемента погружена в теплоноситель, а контакты выведены наружу и подключены кабелем к щитку управления.

Алгоритм работы твердотопливного отопителя, оборудованного электронагревателями, выглядит так:

1. Растопка и нагрев котла производятся в обычном режиме. Пока идет горение дров, температуру теплоносителя поддерживает механический терморегулятор либо вентилятор совместно с датчиком, а ТЭНы бездействуют.
2. После прогорания содержимого топливника вода в системе начинает остывать, что регистрирует датчик температуры. Когда теплоноситель охладится до определенной точки, по сигналу датчика включится ТЭН (один или несколько). С этого момента котел переходит на электричество.
3. После загрузки очередной порции твердого топлива теплоноситель подогревается со стороны камеры сжигания, а электрическая часть автоматически отключается до следующего остывания.

Переход из одного режима в другой позволяет обеспечивать нагрев воды в непрерывном режиме, что и требуется обитателям частного дома для комфорта.

Плюсы и минусы универсальных теплогенераторов

Установив комбинированный котел для отопления частного дома дрова — электричество, вы получаете такие бонусы:

1. Благодаря встроенным ТЭНам водяное отопление продолжит функционировать после затухания основной топки. Это позволит сохранить дом теплым, а во время вашего отсутствия не даст трубам и отопительным радиаторам разморозиться.
2. Комфорт. Поддержка нагрева системы электроэнергией избавит вас от ночных походов в котельную для закладки поленьев.
3. Если учет электричества ведется по многотарифной схеме, то помимо удобства вы получите экономию от работы ТЭНов в ночное время.

Электронагреватели комбинированного котла рассчитаны лишь на поддержание температуры воды в системе, полноценно заменить сжигание твердого топлива они не смогут. Причина – недостаточная мощность блока ТЭНов, устанавливаемого производителями на ТТ-котлы.

Пример: во всех агрегатах «Куппер» известного российского бренда «Теплодар» мощностью от 9…20 кВт стоят одинаковые электрические нагреватели с теплоотдачей 6 кВт.

Эту особенность комбинированных теплогенераторов можно смело отнести к недостаткам. Исключение – отопители малой мощности (тот же «Купер» на 9 кВт с ТЭНами 6 кВт), приобретаемые для жилищ небольшой площади (до 100 м²). В этом случае теплоотдача от электричества сопоставима со сжиганием дров, поэтому при умеренно холодной погоде (примерно до —5 °С на дворе) нагреватели способны полностью отопить домик скромных размеров.

Еще один важный момент. Как и обычный отопитель на твердом топливе, комбинированный котел дрова — электричество следует подключать к водяному отоплению через трехходовой клапан, как это изображено ниже на схеме. Малый контур циркуляции служит для защиты топливника от пагубного воздействия конденсата при растопке.

Если мощности ТЭНов хватит, чтобы нагреть теплоноситель до температуры +55 °С и выше, то в камере сгорания комбинированного котла при растопке никогда не образуется конденсат, а узел с трехходовым смесительным клапаном становится как будто неактуальным. В действительности малый контур циркуляции все равно нужен, хотя бы на случай отключения электроэнергии либо поломки одного из ТЭНов.

Отопление частного дома дровами и электричеством от одного котла имеет и другие негативные стороны:

1. Блок нагревателей отнимает полезный объем топливника в ущерб длительности горения с одной загрузки.
2. Работа агрегата зависит от стабильности электроснабжения.
3. Цены комбинированных изделий выше, нежели классических твердотопливных котлов.
4. КПД при работе электронагревателей снижается на 2—5% за счет воздушного потока, проходящего сквозь остывшую топку. Причина – постоянная тяга в дымоходе, заставляющая воздух из помещений уходить через топливный тракт в дымоходную трубу и охлаждать водяную рубашку отопителя.

Чтобы полноценно заменить природный газ электроэнергией и дровами, лучше присмотреться к другому варианту обогрева здания – поставить 2 отдельных источника тепла, грамотно их обвязать и подключить к системе отопления.

Подключение котлов на дровах и электричестве

Без сомнения, покупка, монтаж и обвязка двух отдельных агрегатов обойдется вам дороже одного комбинированного теплогенератора. Но, реализуя данный вариант, вы получаете полноценное отопление двумя энергоносителями, эффективно действующее в автоматическом режиме.

Справка. В негазифицированных частных домах Российской Федерации совместная работа котла твердотопливного и электрического используется довольно часто, поскольку это самый удобный способ топить жилище дровами. Не менее распространено сочетание газ – дрова, а третье место занимают так называемые многотопливные котлы, о которых мы расскажем в отдельной статье.

В нашей паре источников тепла дровяной (угольный) котел является основным, а электрический – вспомогательным агрегатом. В качестве последнего можно задействовать любой из трех разновидностей электрокотлов, предлагающихся на рынке:

• традиционный ТЭНовый со встроенным циркуляционным насосом и блоком управления;
• электродный с выносным щитком управления;
• индукционный с отдельным пультом.

Мы не будем разбирать преимущества и недостатки каждого типа электрокотлов, это тема другой статьи. Здесь мы покажем на схемах, как подключить котлы на дровах и электричестве, чтобы второй подстраховывал первого в автоматическом режиме. Начнем с совместной обвязки дровяного и ТЭНового отопительного агрегата:

Справка. Представленной схемой можно пользоваться для совместного подключения с газовым настенным котлом, который ставится на место ТЭНового.

Алгоритм работы системы выглядит так:

1. ТТ-котел бездействует и его циркуляционный насос отключен. Отопительные приборы получают тепло от электрокотла, ориентирующегося на комнатный терморегулятор, где вы настроили желаемую температуру. Чтобы теплоноситель не двигался по кругу через параллельное кольцо, в схеме задействованы 2 обратных клапана.
2. Вы растопили твердотопливный агрегат. Какое-то время он станет набирать температуру, а вода будет циркулировать по малому кругу, направляемая трехходовым клапаном с термоголовкой. Насос включится по команде накладного термостата, установленного на подающем трубопроводе.
3. Когда теплоноситель в малом кольце нагреется до 55 °С, сработает температурный датчик термоголовки, стоящий на обратной магистрали. Трехходовой клапан приоткроется и тепло пойдет в систему отопления.
4. Электрокотел отключит нагрев по сигналу комнатного термостата и перейдет в дежурный режим.
5. После прогорания твердого топлива вода в системе, а за ней и воздух в помещениях, начнут остывать. Накладной термостат ТТ-котла «увидит», что теплоноситель остыл и остановит насос.
6. Когда температура в доме снизится до выставленного вами значения, комнатный терморегулятор вновь задействует электрокотел.

Важно! Поскольку внутренний циркуляционный насос настенного теплогенератора выключить нельзя, для твердотопливного источника тепла нужно подобрать более мощный агрегат. Как правило, достаточно насоса с давлением 0.6 Бар (в электрокотле обычно стоит на 0.5 Бар). Момент второй: все накладные датчики и термостаты ставьте на металлические трубы, на металлопластике или полипропилене они будут врать.

Подробно о том, как правильно подключить котел электрический и твердотопливный, расскажет наш эксперт Владимир Сухоруков в своем видео:

Индукционные и электродные теплогенераторы не оборудованы собственным фильтром и циркуляционным насосом, поэтому последний придется покупать и ставить отдельно. В этом все отличие в схеме подключения отопителей данного типа, только насосный агрегат нужно присоединить к сети через шкаф управления, чтобы комнатный терморегулятор отключал его вместе с электрокотлом, как изображено на схеме:

Если система отопления частного дома состоит из нескольких контуров (радиаторы на разных этажах, теплые полы и бойлер косвенного нагрева), то для совместной работы дровяной и электрический котел подключается методом первичных и вторичных колец. О принципе работы данного типа обвязки рассказано здесь.

Использование ТТ-котлов длительного горения

Далеко не каждый домовладелец имеет техническую возможность подключить мощное электрооборудование, к каковому относятся комбинированные и чисто электрические котлы. Причина – ограничение лимита выделенной мощности, на частный дом. Величина лимита зависит от пропускной способности местных сетей электроснабжения, которую сам хозяин загородного коттеджа увеличить не может.

В отсутствие природного газа на участке либо при высокой стоимости присоединения к магистрали реальный выход один – купить котел на дровах и угле длительного горения или сделать его самостоятельно. Продолжительность работы с 1 загрузки у обычного ТТ-котла составляет 3—6 часов, что заставляет хозяина работать около него истопником. Комфортный интервал между закладками топлива – не менее 8 часов, а столько обеспечивает не всякий отопитель.

Беда в том, что любой захудалый производитель нарекает свои изделия котлами длительного горения с целью продать несведущему пользователю. Узнать правильный агрегат среди других теплогенераторов можно по следующим признакам:

• при одинаковой мощности котел с большим запасом хода оснащен топливником увеличенного объема (от 100 л) и отличается размерами;
• в паспорте указана продолжительность горения от 8 часов (на древесине);
• для удобства агрегат оборудован дополнительной загрузочной дверцей.

Подробная информация о теплогенераторах этого типа и рекомендации по их выбору опубликованы отдельной темой.

Заключение

В качестве выводов мы предложим несколько простых советов по организации комфортного обогрева частного дома с использованием твердого топлива и электроэнергии:

1. Комбинированный котел на дровах и электричестве — один из лучших вариантов для дачного или жилого домика небольшой площади. В коттедже на 2—4 этажа ТЭНы смогут лишь уберечь систему от разморозки.
2. В загородном доме свыше 100 м² уместно применить 2 отдельных источника тепла с правильной обвязкой.
3. Когда электроэнергия подается с перебоями либо лимит мощности не превышает 5 кВт, с электричеством не стоит связываться вовсе. Найдите возможность приобрести теплогенератор продолжительного горения, хотя по цене он обойдется дороже обычного.
4. Не отбрасывайте возможность устроить воздушное отопление на дровах от печи, если она уже куплена или построена. В качестве подстраховки в ночное время поставьте электрические конвекторы либо тепловентиляторы, оборудованные термостатами.

Последним способом часто отапливают деревянные дома в скандинавских странах, где домовладельцы знакомы с трескучими морозами не понаслышке. Об этом – последнее видео:

Используемые источники:

• https://gradusplus.com/kotly/kombinirovannye/drova-elektrichestvo/
• https://otoplenie-expert.com/tverdotoplivnye-kotly/s-tenami.html
• https://znatoktepla.ru/kotly/tverdotoplivnie/tverdotoplivnyj-kotel-s-elektrotenami-preimushhestva-i-nedostatki.html
• https://otivent.com/kotly-dlja-otoplenija-na-drovah-i-jelektrichestve