Электрический котел представляет собой генератор тепловой энергии, преобразующий электрическую энергию в тепловую энергию теплоносителя – воды, антифриза или другой низкозамерзающей жидкости.
Преимущества и недостатки электрических котлов, применяемых для отопления:
✔ Экологическая чистота и безопасность.✔ Отсутствие шума при работе системы.✔ Возможность эксплуатации в ручном и автоматическом режиме.✔ Несложная установка и легкость в управлении и процессе эксплуатации.
✖ Существенным минусом отопления на основе электрокотла является значительное потребление электрической энергии, которое при высокой стоимости электричества не может компенсироваться даже высоким КПД – 98%. Высокая стоимость электроэнергии заставляет применять этот вид обогрева в основном в качестве дополнительного резервного отопления.
Разновидности электрических котлов
Прежде всего электрокотлы подразделяются по способу подключения, то есть они могут работать как от трехфазной сети (380В), так и от однофазной (220В).
По конструктивному исполнению устройства подразделяются на:
- Электрокотлы с ТЭНами.
- Электродные или ионные электрокотлы.
- Индукционные отопительные установки.
По способу функционального обогрева:
- Двухконтурные.
- Одноконтурные.
Электрические котлы отопления с тепловыми электрическими нагревателями (ТЭН-ами)
Монтаж ТЭНа производится в емкости служащей теплообменником. В устройстве ТЭНового котла предусмотрен блок автоматического управления работы электрокотла, выполняет функции по регулировке нагревательного процесса теплоносителя, осуществляет поддержку температуры на определенном запрограммированном уровне. Мощность котлов этого типа варьируется от 4 до 60 кВт. Если мощность устройства превышает 12 кВт подключение производиться к 3-фазной электрической сети.
Рис №1. Устройство электрического котла отопления с ТЭНами
Котлы отопления электрические однофазные обладают малой мощностью до 12 кВт и применяются там, где невозможно провести трехфазную сеть.
Регулировка котла выполняется в двух вариантах — двухступенчатой или трехступенчатой. Использование регулирования дает возможность подобрать режим работы характерный для определенного времени года.
Многие модели ТЭНовых электрических котлов имеют в своей конструкции расширительный бак и встроенный внутрь корпуса циркулярный насос. Монтаж производится на стену, но бывает много напольных конструкций.
Рис №2. Разрез ТЭНового котла
Электродные электрические котлы отопления
Принцип работы электродного котла основан на нагреве теплоносящей жидкости на основании процесса ионизации, во время которого происходит расщепление молекул на разноименные ионы, осуществляющих движение между положительным и отрицательным полюсами. Во время движения ионов происходит выделение энергии. Нагрев жидкости в ионных котлах отопления выполняется прямым способом, без применения «посредника».
Рис № 3. Устройство электродного электрического котла
Преимущества электродных (ионных) котлов:
✔ В сравнении с ТЭН-овыми: невысокая цена, небольшие габаритные размеры, простая конструкция.✔ Высокий КПД, малые тепловые потери.✔ Накипь отлеженная на стенках котла понижает значение мощность, но не сказывается на целостности котла.✔ Низкая инертность благодаря этому происходит быстрый нагрев системы отопления, эффективное применение автоматической регулировки мощности.✔ Нечувствительность к скачкам напряжения, изменение значения мощности при снижении напряжения не оказывает отрицательного влияния на работу электрокотла.
Недостатки электродных (ионных) котлов:
✖ Высокая степень опасности от электрического тока.✖ Необходимость создания надежного электрического заземления, с котлами этого типа отсутствует возможность подключения устройств защиты от токов утечки.✖ Теплоноситель должен обеспечивать требуемую электропроводность.✖ Для электродного котла необходимо применение специальных жидкостей, имеющих высокую цену и отсутствие возможности применения обычных ннизкозамерзающих теплоносящих жидкостей: антифриза, тосол и т. д.✖ Использование переменного напряжения оказывает влияние на электролиз, ведущего к износу электродов, происходит изменение химического состава жидкости и ее электропроводных свойств. Во время эксплуатации такого котла возможно проявление процессов,вызывающих выделение электролизных газов, являющихся ядовитыми.✖ Использование регуляторов мощности ведет к усложнению устройства и отражается на стоимости устройства.✖ Невозможность использования в горячем водоснабжении.✖ Необходимость осуществления постоянный контроля за током нагрузки.✖ Значение мощности электродного котла полностью зависит от состояния нагрева устройства, увеличение температурного предела сказывается на повышении электропроводящих свойств и увеличению нагрузки.
Индукционные электрические котлы для отопления
Работа индукционного водонагревателя идентична принципу работы трансформатора. Устройство включает два контура: первичный контур состоит из катушки обмотки и вторичного контура являющимся теплообменным устройством. При влиянии переменного магнитного поля, создаваемого катушкой в металле теплообменного устройства,происходит индицирование токов, которые вызывают его нагрев. Тепловая энергия от теплообменника отдается нагреваемой среде.
Рис №4. Индукционный котел отопления
Достоинства индукционного отопления:
✔ Долговечность, зависит от качества изоляции катушек.✔ Пожаробезопасность, суть состоит в том, что температура нагрева теплообменного устройства выше значения температурытеплоносителя. Отсутствуют высокотемпературные соединения и уплотнения, присутствует электронная защита от аварийных ситуаций.✔ Энергоэффективность – высокий коэффициент мощности и КПД 98% в течение всего срока службы.✔ Автоматическая система управления, позволяющая поддерживать заданные параметры нагрева.✔ Простое техническое обслуживание. Наличие профилактики практически не требуется, необходимо только периодический осмотр.✔ Электробезопасность, достигается за счет пропитки катушек специальным электротехническим составом (лаком), делает невозможным появление электрического потенциала на теплообменном устройстве нагревателя.
Двухконтурные электрические котлы отопления
Работа двухконтурных котлов отопления функционально рассчитана на выполнение как нагрева помещения, так и для горячего водоснабжения.
Система двухконтурного отопления комплектуется:
- Предохранительным клапаном первичного контура.
- Расширительные баки различного объема, для каждого контура, могут устанавливаться внутри корпуса.
- Циркуляционный насос подсоединяется к контуру отопления.
- Термостаты: регулировочный на 60 – 90оСи защитный до 105оС.
- Предусмотрено наличие управляющей электрической схемы, предназначенной для коммутации нагрузки, присоединенным к силовым сетям, комплектуемой главным выключателем, выключателем функций отопительной системы, выключателя «ускоренного нагрева», переключателя «зима-лето».
Рис №5. Система отопления на основе двухконтурного котла
Как выбрать электрический котел отопления?
Выбор элементов отопительного оборудования зависит от функций, предназначенных к выполнению. Необходимо обращать внимание на потребление электрической энергии, это в том случае если электрический котел будет выполнять роль основного оборудования. Если устройство предназначено к использованию в качестве вспомогательного устройства, целесообразен выбор наиболее дешевого электрического котла, он в состоянии справится со своими функциями при непредвиденных ситуациях в том числе и выходе из строя основного оборудования.
В первом случае при выборе электрического котла отопления, отзывы наиболее положительные характерны для производителей из Италии, Германии, Бельгии. Импортное оборудование в отличие от отечественных производителей имеют более сложную систему управления, обеспечивающую удобный контроль и управление отоплением.
Расчет мощности электрического котла отопления
На мощность электрического котла влияет ряд факторов:
- Площадь отапливаемого помещения.
- Уровень качества теплоизоляции здания.
- Материалы, из которых выполнены стены и потолочные перекрытия.
- Площадь, которая отводится на остекление.
- Наличие вентиляции.
- Высота потолка помещения.
- Какие помещения находятся этажом выше и ниже, будь это чердачное помещение или подвал.
- Разница между температурами внутри помещения и снаружи, то есть на улице.
Для подсчета мощности применяют формулу: W=SxWуд / 10м3
Расчет электрических котлов отопления двухконтурного типа производится на основе данных по ГВС.
Схема подключения электрического котла дается в сопроводительной инструкции, и для каждого типа оборудования, может быть со своими особенностями.
Рис №6. Схема отопительной системы
Стоимость электрических котлов отопления. Цена зависит от прежде всего от производителя, набора функциональных возможностей системы управления, типа электрических котлов отопления.Зависит от мощности электрического котла, количества ступеней ее регулировки, контура функционирования, комплектации.
Так стоимость отечественных электрических котлов отопления эван класса «Комфорт» варьируется от 17 000 руб. до 45 000 руб.
Котлы Эван, класса «Люкс» имеют уже другие ценовые границы от 33 000 до 41 000 руб.
Класс «Профессионал», отличающийся надежностью и долговечностью имеет цену от 35000 до 130 000 руб.
Существует класс электрических котлов Эван «Эконом» стоимость этих моделей составляет от 3 000 до 13 000 руб., отопительные системы этого класса обычно однофланцевые с ТЭНами из нержавеющей стали, комплектуются входными и выходными патрубками, терморегуляторами, аварийным выключателем с самовозвратом, может поставляться с пультом управления с одно и трехступенчатым регулятором, а может быть, и без пульта управления, в этом случае он приобретается отдельно.
Цена на пульт управления электрическим котлом отопления также различается и может стоить как 5000 руб., так и 160 000 руб.
Бытовые электрокотлы удобны в эксплуатации, эффективны и недороги по сравнению с газовыми либо твердотопливными агрегатами. Чтобы установить такой нагреватель, не нужно строить дымоход, оформлять разрешение, выделять место под складирование дров. Единственный серьезный минус – цена электроэнергии – нивелируется ночным тарифом. Чтобы организовать электрообогрев, остается выяснить последний вопрос – как выбрать электрический котел для отопления частного дома или квартиры.
Самый экономичный электрокотел – это миф
Электричество гораздо проще преобразовать в тепло, чем другие энергоносители – природный газ, твердое топливо, солярку. Приведем 3 простых примера побочного выделения теплоты при использовании электроэнергии:
- обмотки любого работающего электродвигателя всегда нагреваются;
- лампочка (даже светодиодная) вместе со светом выделяет тепло;
- греются даже провода, по которым течет ток.
Заметьте, перечисленное оборудование призвано выполнять свои функции, а не отапливать дом. Двигатель вращает что-либо, лампа светит, проводка снабжает их энергией. Образование излишков теплоты – побочный эффект, возникающий из-за сопротивления указанных элементов.
Чтобы преобразовать всю электрическую энергию в тепловую, достаточно создать в цепи участок высокого сопротивления, который сам не разрушится от нагрева. Такой элемент называется электронагревателем. Второй (более сложный) способ получить тепло – создать индукционные вихревые токи Фуко, нагревающие металлический предмет в зоне действия катушки-индуктора.
Важный момент. Независимо от способа преобразования, 98–99% электричества превратится в теплоту. То есть, любой электроотопительный прибор работает с КПД 98–99%, не меньше. Это значит, что самый экономичный электрический котел не существует, все агрегаты одинаково эффективны. Что бы ни утверждали продавцы бытовой техники.
Подбор теплогенератора по мощности
Чтобы подобрать мощность электрокотла, первым делом посчитайте тепловые потери своего дома. Приближенный способ расчета вы наверняка знаете: для обогрева 100 квадратных метров площади здания берется отопительный агрегат производительностью 10 кВт, на 200 м² – 20 кВт и так далее. Если хотите получить более вменяемый результат, воспользуйтесь нашими расчетными методиками.
Теперь определим задачи, которые должен решать электрический котел (выбираем нужный пункт списка):
- круглосуточное отопление квартиры, дачи, загородного дома;
- то же, с подогревом воды для хозяйственно-бытовых нужд;
- работа в ночное время по дешевому тарифу;
- дежурный обогрев – поддержание температуры воздуха +5…10 °C.
Примечание. Ночное отопление дома электрическим котлом можно совместить с нагревом теплоаккумулятора. В 7.00 агрегат отключается, дальше водяная система получает тепло, накопленное в буферной емкости. 2 условия: выделенный лимит расхода электроэнергии должен составлять 15…20 кВт + мощный электрокотел.
Полноценное отопление электричеством обходится недешево и применяется по необходимости. Более выгодный вариант – ночной обогрев с 23.00 вечера до 7.00 утра, когда стоимость энергии вдвое меньше. Дежурный режим используется на строящихся объектах или дачах, где хозяева проводят 2–3 дня еженедельно.
Выбираем мощность электроотопительного котла в зависимости от поставленных задач:
- Для круглосуточной работы агрегат подбирается с запасом 10…20%. То есть, цифра теплопотерь умножается на коэффициент 1.1–1.2. Например, дом площадью 60 квадратов теряет 4 кВт, производительность электрокотла составит 4 х 1.2 = 4.8 кВт.
- Под горячее водоснабжение (ГВС) мощность агрегата следует увеличить на 50%. То есть, цифру 4 кВт из примера умножать на коэффициент 1.5 (получим 6 Квт).
- Электронагревательный аппарат для ночного отопления можно брать без запаса мощности, если утром его заменяет газовый либо твердотопливный котел. Снижение температуры до 18–19 °C во время сна не доставит особого дискомфорта, зато сэкономит деньги.
- Мощность электрокотла, поддерживающего плюсовую температуру в здании, берем с понижающим коэффициентом 0.6–0.7 (минус 30–40%) от количества теплопотерь.
Совет. Для организации ГВС не нужно искать двухконтурный котел. Обычно реализуется 2 варианта: устанавливается отдельный электрический водонагреватель или мощный теплогенератор плюс бойлер косвенного нагрева.
Производительность отопителя для ночной «зарядки» теплоаккумулятора зависит от объема бака и считается индивидуально. Подбор электрокотла в стандартных условиях описывается в видеоролике:
3 вида электроотопительных агрегатов
Следующий шаг – выбор типа котла. Есть 3 разновидности электрических водогрейных аппаратов, отличающиеся принципом работы:
- теплогенераторы с трубчатыми нагревательными элементами (ТЭНами);
- электродные;
- индукционные.
Делить электроустановки на виды по другим признакам бессмысленно. Например, напряжение питания – 220 либо 380 вольт – зависит от мощности агрегата, а не способа подогрева воды. Обычно нагреватели до 6 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, 7 киловатт и больше – к трехфазной (380 вольт).
Комплектация и автоматика управления тоже бывает разной, данный вопрос предлагается рассмотреть в конце публикации. Сначала разберем преимущества и недостатки 3 видов электрокотлов.
Плюсы и минусы ТЭНовых котлов
ТЭН – это и есть участок электрической цепи с высоким сопротивлением. Представляет собой медную трубку (прямую либо изогнутую), внутрь заделана нагревательная спираль из жаропрочного хромоникелевого сплава. Изолятором между наружной медной стенкой и спиралью выступает керамическая засыпка.
Кратко перечислим составные элементы любого электрического котла (не только ТЭНового):
- нагревательный блок, в данном случае – герметичная емкость с ТЭНами внутри;
- управляющая автоматика – термостат, датчики температуры, исполнительный элемент;
- корпус с рукоятками/кнопками управления.
Справка. Исполнительный элемент подает либо прерывает электропитание нагревателей по команде термостата. Бывает 2 типов – механический и электронный. В первом случае цепь разрывает пускатель или контактор, издающий громкие щелчки. Во втором случае питанием управляет блок симисторов, работающий бесшумно.
Алгоритм работы электрического котла мало отличается от других обогревательных приборов. Теплоноситель нагрелся до установленной температуры – ТЭН отключился, вода начала остывать – включился. Если в емкости стоит 2…4 нагревателя, то блок управления их включает поочередно, реализован так называемый ступенчатый нагрев.
Перечислим преимущества электрических ТЭНовых котлов:
- тепловая производительность агрегата не зависит от внешних факторов, меняется только по команде блока управления;
- нагревательная спираль надежно изолирована от контакта с теплоносителем, теплогенератор одинаково хорошо работает с обычной водой или незамерзающей жидкостью;
- выход из строя 1 нагревателя из группы не означает остановку нагрева, просто снизится мощность;
- заменить перегоревший ТЭН несложно и недорого;
- надежность ТЭНовых агрегатов проверена многолетней практикой.
Электрические котлы с трубчатыми нагревателями лишены серьезных недостатков. Отметим 3 второстепенных минуса:
- Поскольку нихромовая спираль окружена керамической засыпкой, передача тепла медному корпусу происходит немного дольше, чем у других электрокотлов.
- При использовании жесткой воды медная трубка снаружи покрывается слоем отложений. Теплообмен затрудняется, повышается температура поверхности, срок службы спирали сокращается.
- Если отбор тепла прекращается, спираль ТЭНа перегорает. То есть, нагреватель не терпит «сухого хода», случайное включение без воды гарантированно приведет к поломке.
По цене котел электрический с ТЭНами занимает среднюю позицию между индукционными и электродными «собратьями». На ценообразование сильно влияет комплектация. Например, польская настенная мини-котельная Kospel EKCO.LN2-6 (6 кВт) с насосом и расширительным бачком стоит около 600 у. е., а простой агрегат без наворотов Heatman Light 6/220 – всего 100 у. е.
Преимущества электродных нагревателей
В целом устройство электродного котла повторяет конструкцию аппарата с ТЭНами. Отличается только силовой блок – цилиндрическая камера с электродом (или несколькими) внутри. Секция нагрева отделена от шкафа управления, устанавливаемого рядом на стене. Повышенное сопротивление в цепи создает сама вода, точнее, ее прослойка между внутренним электродом и металлическим корпусом.
Пояснение. Электрокотел работает по принципу кипятильника, сделанного из 2 железных пластин. Протекающая меж ними вода служит проводником, электрический заряд переносят ионы – заряженные частицы солей магния и кальция. Выделяющееся тепло нагревает воду. Отсюда второе название котла – ионный.
Плюсы электродных котлов:
- нагревательный блок состоит буквально из 2 железок, ломаться в нем нечему даже при отсутствии воды либо перегреве;
- перепады напряжения силовому блоку нестрашны, может пострадать лишь чувствительная автоматика (при наличии);
- большое содержание солей – жесткость воды – только увеличивает скорость нагрева, накипь незначительно уменьшает мощность аппарата;
- отопительные агрегаты определенных моделей могут использоваться в самотечных системах отопления;
- компактность.
Для сравнения приведем стоимость 6-киловаттного нагревателя известного бренда «Галан», с комплектом автоматики котел обойдется в 155 у. е. По данным производителя, расход электроэнергии теплогенератором 6 кВт составит приблизительно 950 кВт в месяц. Если возникнет необходимость нарастить мощность, достаточно купить второй силовой блок и установить в каскаде с первым.
Электрические ионные котлы заработали немало отрицательных отзывов домовладельцев на форумах. Причина – существенные недостатки водогрейных аппаратов:
- В процессе нагрева идет химическая реакция электролиза, соли магния и кальция разлагаются, из-за чего мощность котла заметно снижается.
- Опять же, производительность агрегата – величина переменная. Зависит от концентрации солей, температуры воды и напряжения в сети.
- С обычными антифризами для отопления электродный котел «не дружит», придется покупать специальную жидкость. По понятным причинам, обессоленную или дистиллированную воду использовать нельзя.
- При реакции электролиза выделяется смесь различных газов, иногда – горючая. Отмечены случаи завоздушивания закрытых систем отопления.
- Силовой блок работает на полную мощность в режиме старт/стоп. Чтобы организовать ступенчатое регулирование, нужна дорогостоящая автоматика.
Личный отзыв автора статьи. Отапливаю дом 100 м² электродным котлом, таймер включает нагрев только ночью. Теплоноситель – водопроводная вода, без добавок. Из-за разложения солей ее приходится менять 1 раз в полтора месяца, иначе мощность электрокотла падает примерно на 50%. Подсаливать по инструкции опасаюсь, поскольку система смонтирована из стальных труб, предусмотрен самотек.
Особенности индукционных аппаратов
Этот электрокотел тоже разделен на 2 части – нагревательный блок и шкаф управления со стандартной автоматикой. Секция нагрева – это запаянный цилиндрический корпус, внутри располагается многовитковая индукционная катушка-индуктор и полый металлический сердечник. Упрощенно – труба, внутри которой движется теплоноситель. Как работает электрический индукционный котел:
- После включения аппарата контактор замыкает силовую цепь по команде автоматики. На катушку подается напряжение 220 либо 380 вольт.
- Индуктор создает вокруг сердечника вихревые токи высокой плотности, отчего металлическая труба нагревается. Тепло передается протекающей внутри воде.
- Нагревательный элемент работает в режиме on/off на полной мощности, пока датчик не зафиксирует достижение выставленной пользователем температуры. Потом автоматика отключает нагрев и так далее.
Примечание. Индуктор электрокотла всегда включается на максимальную мощность, ступенчатая регулировка отсутствует.
Вихревые электронагреватели – относительно новый вид котлов отопления. Аппараты не успели заслужить себе определенную репутацию, поскольку отапливают частные дома не более 10 лет. О надежности судить рано, поэтому укажем очевидные особенности индукционных теплогенераторов:
- при отсутствии воды или остановке циркуляции силовой блок выходит из строя;
- неразборной заваренный корпус предполагает полную замену нагревательной секции в случае поломки (например, межвиткового замыкания внутри катушки);
- агрегат довольно тяжелый, блок нагрева 5 кВт весит около 24 кг, 20 кВт – 76 кг;
- нет ступенчатого нагрева – появляются скачки напряжения в домовой электросети при включении котла.
Отдельный вопрос – цена вихревых нагревателей. Отопительный котел электрический мощностью 5 кВт в минимальной комплектации стоит около 450 у. е., что несравнимо дороже конкурентов. Не слишком лестное мнение об индукционных отопителях высказывает эксперт на видео:
Комплектация отопительных агрегатов
Мы уже перечисляли элементы любого электрокотла в базовой, самой дешевой комплектации. Это нагревательный блок, терморегулятор, автоматика с исполнительным механизмом, органы управления и датчик температуры.
Важный нюанс. В бюджетных версиях котлов исполнительным элементом выступает магнитный пускатель. Он громко щелкает в момент включения нагрева, звук хорошо слышен в комнатах, прилегающих к котельной.
В расширенной комплектации производители снабжают электрокотлы следующим оборудованием:
- малошумный модульный контактор вместо магнитного пускателя;
- циркуляционный насос;
- мембранный расширительный бак для закрытой отопительной системы;
- датчики перегрева и давления теплоносителя;
- группа безопасности – автоматический воздухоотводчик, предохранительный клапан;
- датчик циркуляции – для индукционных теплогенераторов;
- погодная автоматика;
- ЖК-дисплей, программатор, GSM модуль дистанционного управления со смартфона.
Естественно, «жирная» комплектация электрического котла обойдется гораздо дороже «бедной». С другой стороны, расширительный бачок, насос и группу безопасности все равно придется покупать. Гораздо удобнее монтировать агрегат, когда указанные элементы спрятаны внутри корпуса.
Какой электрокотел выбрать – рекомендации
В 90% мы советуем выбирать электрический котел с ТЭНами. Это надежные устройства, одинаково подходящие к разным системам отопления – радиаторам, теплым полам, напольным либо плинтусным конвекторам. Степень укомплектованности подбирайте исходя из условий монтажа, эксплуатации и выделенного бюджета.
Еще несколько советов:
- В квартиру однозначно берите настенную электрическую мини-котельную, оборудованную ТЭНами, собственным насосом и баком.
- Если электрокотел должен работать в паре с твердотопливным или газовым агрегатом, лучше подобрать модель без встроенного насоса и расширительного бака. Указанное оборудование подключается отдельно – бачок работает на всю систему, насос управляется комнатным терморегулятором, как показано на схеме.
- Устанавливайте выносной терморегулятор. Тогда котел станет ориентироваться на температуру воздуха, а не теплоносителя.
- Электродный теплогенератор берите в 3 случаях: ограниченный бюджет, слишком мало места в котельной либо подключение к гравитационной отопительной разводке без насоса.
- Меньше всего проблем электродные агрегаты создают в открытых системах – образующиеся газы благополучно уходят через атмосферный расширительный бак.
- Индукционный котел выбирайте по желанию и наличию средств. Но учтите: опыт эксплуатации показал, что указанный аппарат ничем не лучше ТЭНового. Особых технических проблем с индукционными отопителями не отмечено, только финансовые.
Замечание. Котел электродного типа для самотечной системы должен иметь патрубки соответствующего диаметра (минимум – Ø32 мм), подающий направлен кверху.
Для водяного теплого пола подойдет только электрический ТЭНовый котел. Индукционным и электродным агрегатам без ступенчатого нагрева сложно поддерживать низкую температуру воды в напольных контурах – 35…45 °C.
Напоследок о расходе электроэнергии
Естественное желание домовладельца – знать, сколько электричества израсходует электрический котел в период отопления частного дома. К сожалению, реальное потребление предвидеть невозможно. Показатель слишком индивидуален и зависит от ряда факторов – степени утепления, поддерживаемой внутри температуры, погоды.
Месячный расход можно посчитать приблизительно: взять 50% от расчетных теплопотерь дома, умножить на 24 часа и 30 суток. Пример: потери составляют 6 кВт, половина – 3 кВт, за сутки 3 х 24 = 72 кВт, в месяц – 72 х 30 = 2160 кВт. Почему берем ½ мощности: в течение сезона погода не всегда холодная, чем теплее на улице, тем чаще электрокотел выключается.
Пример из личного опыта. Дом 100 м² топится ночью электродным котлом 9 кВт в течение 8 часов, регион – южный. За 6 месяцев отопительного сезона электрокотел потребил 9104 кВт. Среднемесячный расход энергии – 1517 кВт, среднесуточный – 1517 / 30 = 50.6 кВт.
Статьи
Современный электрический отопительный котёл — наиболее удобный и безопасный способ обогрева дома в любое время года. Такие агрегаты неприхотливы, бесшумны и абсолютно безопасны в работе.
Простые решения
Не многие загородные жители могут похвастаться доступностью магистрального газа, даже несмотря на мировое лидерство страны в этой сфере. Топить же дровами и углём хоть и просто, но достаточно утомительно и, зачастую, небезопасно. А электричество есть практически везде, даже в самых отдалённых посёлках.
Основное достоинство обогрева дома при помощи электричества в том, что система отопления включается в работу буквально одним нажатием выключателя, после чего уже не требует к себе постоянного внимания.
Немаловажно и то, что систему отопления на базе электрокотла проще всего запрограммировать на автоматическую подстройку к изменяющимся температурным условиям. А значит, все хлопоты владельца по обеспечению оптимального температурного режима в доме вообще сводятся к минимуму.
Преимущества электрических отопительных котлов
В ряду основных преимуществ, обеспечивающих наличие постоянного стабильного спроса на электрические котлы, несмотря на множество технических новшеств, заполнивших в последнее время рынок отопительного оборудования, стоит выделить следующие моменты:
- Высокая эффективность электрокотла (КПД современных модификаций составляет 96-98%). По сути, в полезное тепло для дома превращается практически вся потраченная в ходе работы агрегата энергия.
- Экологически чистая и безопасная как для природной среды, так и здоровья обитателей дома эксплуатация электрокотла, нет никаких побочных выбросов или отходов (дыма, сажи, золы).
- Принципиальная простота конструкции электрокотла и отсутствие каких-либо затруднений при запуске или в процессе работы (в отличии от тех же твердотопливных или газовых котлов).
- За счёт отсутствия дымохода, компактных размеров и эстетичного внешнего вида электрокотёл не требует отдельного помещения — его можно установить в любом месте дома.
Современные электрические котлы могут оснащаться или дополняться целым набором электронных блоков и разнообразных датчиков (которые контролируют не только параметры теплоносителя, но и температуру в помещении или на улице), обеспечивая полностью автоматическую работу системы отопления.
Что касается недостатков, то основной и, пожалуй, единственный заключается в объёме потребляемой электроэнергии. Конечно, её объём в первую очередь зависит от размеров отапливаемой площади и степени утепления дома. Хотя указанные параметры обеспечат повышенные энергозатраты при любом раскладе и любом способе отопления.
Правило тут стандартное: хочешь жить в тепле — снижай теплопотери (окна, стены, перекрытия), избавляйся от «мостиков холода». Без этого любое увеличение мощности теплогенератора будет сопровождаться ростом потерь, а следовательно, и затрат. При равенстве других исходных параметров серьёзно снизить расходы на электрическую энергию поможет использование погодозависимого регулирования (всё те же датчики и электронные блоки) и работа котла в режиме пониженных ночных тарифов (здесь не обойтись без накопителя тепловой энергии).
С помощью электрического котла достаточно удобно и не особо затратно обогревать небольшие коттеджи или дачные дома. Кроме того, именно отопительный котёл электрического типа обычно используют в качестве вспомогательного или резервного источника тепла совместно с твердотопливным или газовым агрегатом.
Особенно актуально подобное совмещение в случае, когда основной нагрев системы в самый холодный ночной период обеспечивают дрова / уголь, а поддержание необходимого уровня тепла в течение дня происходит при помощи электрокотла. Рынок предлагает широкий выбор подобного оборудования, поэтому особых проблем с поиском электрокотла обычно не возникает.
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.
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 домаСТРОИТЕЛЬНОЕ СПРАВОЧНОЕ БЮРОСИСТЕМЫОтоплениеОборудованиеЗАГОРОДНЫЙ ДОМПОСТРОЙКИОБОРУДОВАНИЕкотелобогревательэлектроизделияГлавная » Статьи » Электрические котлы – преимущества и недостатки
- 12 сентября 2016 в 12:59:57
- Просмотров: 2365
Электрические котлы – достаточно популярная альтернатива обогревателям на газу и твердом топливе. Они широко применяются в отопительных системах жилых домов и коммерческих объектов. В том числе помещениях, не оборудованных дымоходом, благодаря чему их можно устанавливать в квартирах многоквартирных домов. Отличаются компактностью, исключительной безопасностью и простой в эксплуатации. Не нуждаются в регулярной чистке, загрузке и розжиге топлива, не образуют дыма и копоти. И вообще работают автоматически, так что справиться с подобным оборудованием способен даже ребенок.
Где чаще всего используют электрические котлы
Чаще всего электрокотлы используются там, где нет возможности подключиться к магистрали газоснабжения. Это могут быть самые разные объекты:
- системы индивидуального водяного отопления жилых домов, квартир, коммерческих объектов;
- комбинированные системы отопления в комплексе с твердотопливными и газовыми котлами, гелиосистемами, системами теплых полов;
- промышленные объекты, работающие в сфере пищевой промышленности, сельского хозяйства и т. д., которые нуждаются в поддержании температуры сырья и бесперебойном горячем водоснабжении.
Виды электрокотлов
Отопительные электрокотлы выпускаются нескольких типов:
- ТЭНовые;
- электродные;
- индукционные.
Типичный ТЭНовый котел представляет собой теплообменный резервуар, в который вмонтированы трубчатые нагревательные элементы (так называемые ТЭНы). Для изготовления последних используется материал с высоким коэффициентом удельного электрического сопротивления. Соответственно под действием тока ТЭНы раскаляются, а полученное тепло используется для нагрева теплоносителя, циркулирующего в системе отопления.
Принцип работы электродного котла заключается в непосредственном (без использования каких-либо нагревательных элементов) нагреве теплоносителя. Вместо ТЭНа в электрокотел встраивается специальный преобразователь. Он создает переменное электрическое поле, которое заставляет находящиеся в воде свободные ионы хаотично, с большой частотой перемещаться между анодом и катодом. За счет этого температура теплоносителя быстро повышается и, в свою очередь, нагревает радиаторы.
В основе индукционного электрокотла лежит индуктивная катушка, которая генерирует переменное магнитное поле. При помещении в магнитное поле металлического предмета (в нашем случае – змеевика с теплоносителем) возникают вихревые токи, и металлическая поверхность под действием электрического сопротивления нагревается вместе с находящимся в нем теплоносителем.
Давайте же разберем плюсы и минусы электрических котлов отопления.
Преимущества электрических котлов
В отличие от жидко- и твердотопливных обогревателей аналогичной мощности, электрические котлы не требуют ни отдельного помещения с вентиляционным каналом и дымоходом, ни круглосуточного внимания. Впрочем, у них есть и другие несомненные плюсы:
- энергоэффективность и высокий КПД (в тепловую энергию преобразовывается до 95-99% использованной электроэнергии);
- невысокие затраты на покупку и монтаж котла;
- 50% экономия на электроэнергии при использовании двухзонного счетчика;
- бесшумность и экологичность (отсутствуют какие-либо продукты горения, выхлопы, сажа, шум);
- легкость монтажа и последующей эксплуатации (за счет упрощенной конструкции агрегата);
- компактность, возможность установки в малогабаритных помещениях;
- повышенная безопасность электрических котлов (отсутствует риск утечки газа, контакта с открытым огнем и т. д.);
- высокий уровень автоматизации;
- автоматическое выключение после отключения электричества, что практически полностью исключает возможность аварийных ситуаций.
Еще одним плюсом электрического котла можно считать возможность установки подобного оборудования в регионах без централизованного газоснабжения, а также в помещениях, где нет возможности оборудовать дымоход. Кроме того, электрокотел может входить в состав систем с газовым и твердотопливным отопительным оборудованием в качестве резервного источника тепла.
Недостатки котлов на электроэнергии
Помимо очевидных преимуществ, электрокотлы имеют и некоторые недостатки. Основной из них – достаточно большой расход электроэнергии и её высокая стоимость (хотя двухзонные счетчики всё же очень помогаю в решении этой проблемы). Хотя, в значительной степени этот недостаток сглаживается за счет роста тарифов на газ и увеличение норм электропотребления.
Среди других минусов электрического отопительного оборудования:
- полная зависимость от источников энергии;
- необходимость монтажа отдельной проводки, а для приборов большой мощности – трехфазной сети, что требует дополнительных финансовых затрат;
- значительные нагрузки на электросеть, которые в отдельных случаях могут вызывать короткие замыкания и даже аварии на подстанциях.
Впрочем, если предусмотреть все факторы риска, учесть состояние проводки в здании и правильно выбрать отопительное оборудование, этих проблем легко избежать.
Выбрать электрический котел отопления
На нашем сайте, в разделе «Электрические котлы«, Вы найдете широкий ассортимент электрических котлов от известных украинских и европейских брендов. К каждой модели имеется подробное описание с полными техническими характеристиками, фотографиями и паспортами. То есть всевозможная информация, которая облегчит Ваш выбор. А если у Вас возникнут дополнительные вопросы, мы с удовольствием на них ответим, поможем выбрать, и организуем оперативную доставку.
Компания «Прометей»
← Виды бойлеров и принцип их работы | Автоматизация твердотопливного котла →
Электрокотел для отопления частного дома используется не так часто. Но это несложно объяснить стоимостью электроэнергии. Но, невзирая на это, у них есть множество преимуществ. И в отдельных ситуациях установка электрического котла может быть вполне оправдана и очень даже выгодна.
Электрический котел использует электричество для выработки тепла, и они могут быть очень эффективными при обогреве дома или водоснабжения дома. Электрические котлы для частного дома более эффективны, чем котлы, работающие на природном газе, так как не производится выхлопной газ.
Когда газы сжигаются, образуется некоторое количество отработанного газа, и его нужно выбрасывать наружу из дома. Наряду с теми отходящими газами, которые выделяются, часть тепла тепла выработанная котлом улетучивается. Это бесполезная трата драгоценной энергии.
Поскольку электрические котлы не создают отходящих газов, дымохода не существует, и почти все тепло используется для отопления дома. Это позволяет повысить энергетическую эффективность электрических котлов до 99%, что невозможно для большинства решений, связанных с ископаемым топливом.
Как работает электрокотел для отопления частного дома
Электрический котел представляет собой большой резервуар для воды с входом и выходом. В этом баке находится электрические нагревательные элементы.
Электричество поступает от основного источника питания вашего дома и проходит через эти нагревательные элементы, нагревая их до очень высоких температур. Электрические элементы нагреваются. Вода проходит над ними, и нагревается благодаря физическому процессу передачи тепловой энергии от более горячего тела к менее горячему.
Когда вода достигает достаточно высокой температуры, электрический насос перемещает воду из бойлера через выпускное отверстие в систему отопления, чтобы прогнать теплоноситель через радиаторы. На вход в электрокотел поступает холодная вода, отдавшая тепло, и подогревается котлом перед повторной отправкой на новый круг.
Действительно ли электрокотел будет полезен
В условиях современности газ является доступным далеко не для всех. Отдельные населенные пункты находятся в отдалении от основной магистрали. А временами приобретение и монтаж газового котла совершенно не имеют смысла.
К примеру, для загородного дачного домика, который и используется не так уж часто, не целесообразно использовать дорогое газовое оборудование. А котлы, для которых используется твердое топливо, обладают множеством недостатков. Так, например:
- Большая часть таких агрегатов не может работать на одной загрузке дольше пяти часов;
- Нет возможности контролировать температуру нагрева;
- Топливо надо заготовить загодя и в большом количестве.
Если учесть все это, то электрокотел для частного дома действительно станет хорошим и более надежным вариантом.
Основные преимущества электрического котла:
Электрические котлы занимают меньше места. Электрические котлы можно устанавливать в любом месте, где вам нравится, потому что у них нет дымохода, который нужно подвести через ваш дом. Отсутствует обязательное условие устанавливать электрокотел для отопления частного дома возле внешней стены.
Электрокотел для отопления частного дома может быть расположен в центре коттеджа или в любом другом месте, которое вам действительно нравится. Электрокотел не нуждается в топливном баке, как масляные или пропановые агрегаты. Это означает, что вы сэкономите место, которое обычно отводится топливу.
Плюсы электрокотла:
- Высокая степень автоматизации;
- Для него не нужно отдельное помещение;
- Есть возможность контролировать температуру нагрева;
- Легкий и достаточно быстрый монтаж, несложное подключение и обслуживание;
- Можно закрепить даже на стене, без посторонней помощи;
- Не шумит;
- Нет необходимости подключать его к дымоходу.
Электрокотлы безопаснее, чем газовые котлы. Вам не придется беспокоиться об утечке газа в вашем доме, когда вы полагаетесь на электрический котел. По этой причине эти устройства абсолютно безопасны и могут быть размещены вне вашего дома. Они не так сложны в установке. Вы будете чувствовать себя в безопасности, так как отопительная система будет обеспечивать необходимым количеством тепла, не доставляя никаких проблем.
Минусы электрических котлов
В то время, как электрические котлы имеют довольно много преимуществ, есть некоторые недостатки в использовании этих систем водяного отопления в вашем доме. Электрокотлы потенциально могут стоить дороже, чем газовые котлы. Также электрокотел ограничивает объем горячей воды, которую может производить. И самое главное – электрические котлы ставят вас в зависимость от энергетических компаний при сбое питания.
- Если мощь котла свыше девяти киловатт, учтите, что производятся они лишь с расчетом на трехфазное напряжение в 380 Ватт;
- Необходим отдельный кабель для подсоединения к счетчику;
- Приходится платить больше обычного из-за немаленькой тарификации на свет.
Электричество просто дороже газа в большинстве районов России. Это означает, что, полагаясь на электричество для нагрева воды и отопления дома, вы будете тратить больше денег. Даже если ваше устройство потребляет электроэнергию более эффективно, чем газовый котел. В большинстве случаев финансовые затраты выше, для генерации такого же количество тепла.
Разновидности электрокотлов
Электрические котлы различаются в вариациях преобразования электричества в тепло. Суть их работоспособности может базироваться и на непосредственном согреве, и на непрямом. В нем, к слову, участвуют физико-химические процессы.
Электрокотлы для частного дома бывают индукционными, ТЭНовыми и электродными. В первом случае в электрокотел встраиваются нагреватели типа ТЭН. Во втором, как понятно из названия, для нагрева жидкости применяется электромагнитная индукция. Последние же работают при помощи электролиза.
Строение и размерность котлов, пополам с нюансами обслуживания, зависимы от типа и модели. Потому, перед чем избрать ту или иную разновидность электрокотла для отопления частного дома, важно разобраться в деталях, изучить поближе сильные и слабые стороны.
Индукционные котлы
Эти электрокотлы для собственного дома работают, благодаря вихревым токам, которые согревают сердечник. В корпус помещена катушка индуктивности. В ней же располагается сердечник. Под воздействием тока, в окружении катушки образуется магнитное поле, которое и создает вихревые токи.
Подобные нагреватели уже долгий период применяются в промышленной сфере. Там они действуют на частоте примерно 50 Гц. Что до бытовых котлов, они действуют на частоте от десяти до ста мегагерц. И за счет этого они полностью бесшумны. Индукционный электрокотел производит легкое вибрирование, но за счет высокой частоты вибрация не ощущается. К слову, она же защищает оборудование от накипи, препятствуя оседанию частиц на нагревательных деталях.
Сильные стороны таких котлов:
- Владелец может легко установить и подключить электрокотел без посторонней помощи;
- Долгий срок работы без необходимости ремонта;
- За счет отсутствия разъемных соединений, полностью исключены протечки;
- Нагревать можно не только воду, но и любую другую жидкость;
- Небольшие размеры;
- Самозащита от накипи.
Слабости оборудования:
- Индуктор имеет возможность стать основным источником нежелательного магнитного излучения. Так что будет лучше не относиться пренебрежительно к выбору компании-изготовителя;
- При аналогичной мощности, такие электрокотлы существенно дороже тэновых.
По словам самих изготовителей, подобные котлы являются более экономными. Если сравнивать с тэновыми. Однако практика утверждает, что при одинаковом уровне мощности, отдача у них также примерно одинаковая. Они экономичны, если только говорить о длительности пользования.
При большом желании, и наличии определенных навыков, можно сделать такой электрокотел вручную. Это будет гораздо бюджетнее, а по мощности они совершенно не проигрывают покупным. Хотя в плане эстетики самодельные котлы проигрывают покупным.
Тэновые электрокотлы
Лидеры производства компании ЭВАН и Теплотех. Популярность в большинстве своем, основывается на простом строении, следствием чего стала доступная цена оборудования.
В бак встроены нагреватели -ТЭН. Запускать можно либо все, либо определенное количество, зависимо от того, какая выбрана температура. Сами нагреватели – это спираль с достаточно большим удельным сопротивлением. Эта деталь находится в трубке из керамики.
В процессе нагревания она отдает свое тепло керамике. А уже та нагревает воду, поступающую в бак. Дополнительно электрокотел имеет специальную панель управления, где можно определить температурный режим. В современных моделях имеются датчики, которые «наблюдают» за работой котла и отключают его, если вдруг возникнет опасная ситуация.
В чем преимущества таких электрокотлов:
- Модели двухконтурного типа допускают подключение контура горячего водоснабжения;
- Можно применять для нагрева не только воды, но и любой иной жидкости;
- Простота конструкции позволяют выполнить несложный ремонт даже, если хозяин котла – непрофессионал в этом деле;
- Весьма бюджетен в плане приобретения;
- Хороший охват мощности.
Если объемы используемой воды действительно внушительны, то целесообразнее будет поставить бойлер для этих целей. Поскольку, в отдельных моделях во время включения кипятка, притормаживается согревание воды для отопления.
Слабости:
- Габариты подобных котлов довольно велики;
- На тэнах образовывается накипь, потому работоспособность котла со временем падает.
Электродные котлы
Такие электрокотлы для отопления частного дома нагревают воду или другую жидкость благодаря электролизу. Внутри прибора располагаются электроды из стали. После подключения тока, происходит образование потенциала с переменным знаком и таким образом происходит движение ионов.
Полярность меняется вместе частотой сети – приблизительно пятьдесят раз за одну секунду. Это и вызывает скорый нагрев жидкости. Чтоб весь процесс проходил с желаемым уровнем интенсивности, очень важным нюансом является поддержание плотности электролита на стабильном уровне. В качестве этого самого электролита и выступает жидкость.
Но не стоит пренебрегать инструкцией пользователя к новоприобретенному котлу. Взять, к примеру, достаточно востребованную модель электродного типа «Галант». В инструкции указываются требования к жидкости, которая должна соответствовать ГОСТу 2874-82. Это означает, что питьевая вода для этого котла должна быть наделена удельным сопротивлением 1,3 тыс. Ом на 1 кубический сантиметр.
Для жидкостей, которые будут греться в котле именно такого типа, необходима предварительная подготовка, а также неусыпный контроль плотности. Иначе мощь и действенность прибора неотвратимо понижаются, и ее может стать недостаточно для согрева дома.
Сильные стороны таких котлов:
- средние размеры;
- невысокая стоимость;
- полная безопасность. Если начнется утечка жидкости, электрокотел отключится, а не перегорит, как может произойти в случае с тэновым.
Слабые места:
- Важность постоянного контролирования плотности жидкости;
- С ходом времени электроды растворяются, потому периодически их приходится заменять.
Расчет мощности
Чтоб электрокотлы для частного дома отапливали его на должном уровне и поддерживали комфортную температуру, прежде чем озадачиться приобретением котла, будет не лишним вычислить параметры мощности.
Приблизительная формула такова: вычислить общую площадь дома и получившееся число поделить на десять. Итоговый результат и будет нижним порогом мощности в киловаттах. К примеру, общая площадь дома – 95 «квадратов». Делим на десять, и получается, что приблизительная мощность котла равняется 9,5 киловатт.
Но в то же время необходимо выбирать электрокотел с мощностью немного побольше. К примеру, на двенадцать киловатт. Однако даже такого уровня мощности будет недостаточно для северных регионов страны, где зимой температура опускается очень низко. И поэтому далеко не лишними будут вспомогательные источники согрева. Ведь и котел не будет «пахать» в течение всего отопительного сезона на пределе мощности.
Если монтаж был выполнен правильно, большую часть времени он будет работать в режиме согрева или же с частичным уровнем нагрузки. Потому будет неверным вычислять траты на свет из расчета на максимум мощности электрокотла.
Детали подключения к отоплению
Все разновидности электрокотлов, и все модели укомплектовываются штуцерами, которые используются для подсоединения оборудования к системе. Наилучшим вариантом можно назвать радиаторную систему или так называемые теплые полы. Электричество – ресурс далеко недешевый, а вариант нагрева дома снизу вверх поможет несколько уменьшить температуру.
Электрокотел для отопления частного дома отличается от тех, для которых необходимо твердое топливо. Они способны действовать в системах с естественной циркуляцией. Автоматика, имеющаяся, к примеру, в тэновых котлах, мгновенно отключает оборудование при угрозе перегрева.
Советуем, для упомянутых котлов брать мягкую (кипяченую) воду, из-за риска образования накипи. А для котлов электродных, как уже упоминалось ранее, все нюансы касательно нагреваемой жидкости, описываются в инструкции к модели.
Используемые источники:
- http://enargys.ru/elektricheskie-kotlyi-otopleniya/
- https://otivent.com/elektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-doma
- https://domidei.ru/articles/preimushestva-elektricheskogo-kotla-v-sisteme-otopleniya-doma
- https://xn--e1aamjjfht.com.ua/articles/elektricheskie-kotly-preimuschestva-i-nedostatki/
- https://teplogalaxy.ru/elektrokotel-dlya-otopleniya/