Тэновый и индукционный электрокотёл: изготовление своими руками

Электрические котлы

Вступление

Продолжая тему электрических котлов отопления, сегодня поговорим про котлы называемые тэновые. Нагревающий элемент таких котлов ТЭН – трубчатый нагреватель, самый простой пример, которых можно увидеть в электрическом чайнике.

Устройство тэновых  электрокотлов

Работа ТЭН котлов основана на прохождении теплоносителя через ёмкость с установленными трубчатыми нагревательными элементами. Благодаря высокому сопротивлению спирали внутри трубки, при прохождении по спирали тока выделяется повышенное количество тепловой энергии. Она и переходит в разогрев проходящего через ТЭНы теплоносителя.

Автоматика ТЭН котлов позволяет управлять их работой, контролем температуры и автоматическим включением и отключением.

Циркуляция теплоносителя в ТЭН котлах

Благодаря несложному принципу работы, ТЭН котлы можно использовать в системах отопления, как с естественной циркуляцией теплоносителя, так и с принудительной циркуляцией. В конструкциях некоторых моделей ТЭН котлов предусмотрен циркуляционный насос, «гоняющий» теплоноситель по системе.

Стоит отметить, что использование циркуляционного насоса, снижает энергопотребление котла при его работе.

Универсальность ТЭН котлов

ТЭН элементы само по себе неприхотливы из-за своей простоты конструкции. Поэтому, в отопительных системах, где используются ТЭН котлы, можно в качестве теплоносителя применять не только воду, но и незамерзающие жидкости.

Недостатки ТЭН котлов

Косвенный нагрев теплоносителя в баке ТЭН котла, значительно увеличивает время её прогревания. На разогрев такого котла требуется более 10-15 минут.

Это субъективный недостаток, который великолепно компенсируется безопасностью и чистой работой ТЭН котлов.

Однако, из-за косвенного нагрева, 10-15% выделяемого ТЭНами тепла теряется еще на стадии прогрева. Это отрицательно влияет на эффективность подобных котлов.

Слабым местом ТЭН котла являются сами тэны. Находясь постоянно в агрессивной среде, они ржавеют, подвергаются корозии и отложению солей. Простой металлический тэн потребует замены через 5-6 лет.

Типы ТЭН нагревателей

Однако, кроме металлических трубчатых тэнов, есть более дорогие и долговечные аналоги. На сегодня в продаже можно найти электрические котлы со следующими типами тэнов:

• Сплав металла с мельхиором и нихромом;
• ТЭНы из керамики;
• ТЭНы из композитных материалов.

Самый дорогой ТЭН керамический, имеет самый долгий срок эксплуатации.

Производители ТЭН котлов

В России наиболее популярны ТЭНкотлы:

• Buderus Logamax,
• Vaillant eloBLOCK,
• MORA TOPElectra,
• Теплотех ЭВП.

Пример ТЭН котла

Посмотрим пример популярного производителя ТЭН котлов завод Теплотех, котлы марки ЭВП (электро-водо-подогреватели).

Котел ЭВП-18М,380Вольт

Данный котел имеет мощность 18 кВт, чего достаточно для обогрева дома площадью 160 метров. Стоит котел 7800-7900 рублей. Высокая мощность котла обеспечивает возможность трехфазного питания. Однако это осложняет его подключение в загородных домах частных лиц.

• Данный котел имеет большой объем нагревательной колбы, что позволяет без возможного перегрева равномерно прогреть теплоноситель системы.
• В котле предусмотрено ступенчатое переключение мощностей. Управляется переключение тремя клавишами с контрольной индикаций включенной мощности.
• За температурой теплоносителя следит датчик температур.
• Есть возможность подключить датчик температур в комнатах и ограничить температуру прогрева помещений.

Термостат котла регулирует температуру теплоносителя в диапазоне от 0 до 85°С.

©Obotoplenii.ru

Еще статьи

Индукционный электрический котел отопления многие по прежнему воспринимают инновационным продуктом, который должен помочь существенно сэкономить ваши деньги.

• большие габариты

Производители громко рекламируют их положительные качества, но если разобраться с ними подробнее, то даже они покажутся весьма сомнительными.

Как же рекламщики рассказывают об этих преимуществах? Практически всегда они сравнивают его с тэновым котлом. Так как именно они занимают 90% рынка электро-котлов.

При этом выделяются недостатки (реальные или мнимые) для оборудования с тэном, и приводятся достоинства, что в индукционных такого и близко нет. А значит они лучше.

Давайте пройдемся по этим недостаткам и преимуществам поподробнее.

Отсутствие нагревательного элемента</h2>

Первое – в эл.котле индукционном, якобы нагревательных элементов нет. А вот в тэновом, их иногда более десятка, а значит высока вероятность их поломки, может и нескольких сразу.

Но если бы не было нагревательного элемента, то чем бы тогда котел нагревал воду? Та же самая катушка по сути и выполняет эту роль, только без соприкосновения с жидкостью. Поэтому данный элемент присутствует в любом таком агрегате.

А вот что касается высокой вероятности выхода ТЭНов из строя, то это напрямую зависит от той продукции и производителя, что вы покупаете.

Есть специалисты установившие за годы своей работы более 500 тэновых котлов, и не поменявшие по гарантии за все это время ни одного элемента.

Соединения и фланцы</h2>

Второй недостаток при сравнении – большое количество уплотнительных соединений (тэны, фланцы) и полное их отсутствие в котле индукционном. Здесь данные преимущества и недостатки можно даже поменять местами.

Ведь если ТЭН все-таки выйдет из строя, вы сможете его легко заменить. Либо просто кратковременно исключить его из схемы, поставить перемычки по другому и продолжить работу.

А вот если сгорит катушка (из-за межвиткового замыкания), то во сколько обойдется вам ремонт? И сможете ли вы обогреваться с такой поломкой и дальше?

Умягчение воды и накипь</h2>

Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.

Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.

А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.

<center>»накипь» в газовом котле</center>

Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.

Поэтому наличие примеси или ее отсутствие – это не недостаток или преимущество, а данность любой системы отопления.

Ослабление контактов</h2>

Клеммные контакты в тэновых моделях, причем их большая часть, могут находиться в режиме перепада температур. Нагрев при максимальной нагрузке, и остывание при отключении.

А это накладывает обязательства по их ревизии и подтяжке.

А в индукционных, якобы нет электрических контактов. На самом деле они есть всегда и везде, в том числе и в индукционных.

Но что касается первых, то в последние годы стали выпускаться экземпляры с качественными винтовыми зажимами.

Либо вообще могут присутствовать винтовые соединения с гроверной шайбой, которые не требуют обслуживания, или пружинные зажимы, также годами обходящиеся без контроля и ревизии.

Фактически это высосанные из пальца преимущества.

Замена ТЭНа</h2>

Срок службы тэнов зависит от качества теплоносителя. Как уверяют ”сравнители” – это всего 1000 часов работы, если не принять меры и не умягчить жесткую воду. Ну а если умягчили, то около 5000.

При использовании этих данных, перепутаны системы отопления и водоснабжения.

В замкнутых отопительных системах нет столько примесей, как в водоснабжении. Смягчение воды в большинстве случаев здесь попросту не требуется.

Это может относиться только к ГВС или центральному отоплению. Там оператор котельной не способен отследить утечки воды.

Если речь идет чисто о вашем доме, где все собрано и закольцовано без протечек и дыр, то никакой постоянной подготовки воды не требуется. Какие-то элементы в воде, конечно же будут содержаться, но однажды будучи налиты в систему отопления, они один раз прореагируют и более, им неоткуда будет взяться.

У индукционных, якобы низкая стоимость эксплуатации из-за очень редкой замены узлов. На самом деле, это в качественных тэновых образцах, элементы меняются крайне редко, о чем уже говорилось выше.

А вот если вам понадобится что-то поменять в индукционном, то вы крепко задумаетесь, прежде чем это сделать. Там все запечатано в герметичной колбе и без ее физического разрезания внутрь не подобраться.

Снижение КПД электрокотла</h2>

Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.

Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.

Давайте разберем это поподробнее.

Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!

Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.

<center>В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.

А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:

Для примера, пусть на чистой поверхности греющего элемента, теплообмен условно происходит при t=60 градусов. Как только эта поверхность загрязнится отложениями, теплообмен никуда не исчезнет, а начнет происходить при больших градусах, допустим 75-80С.А соответственно, свое изначальное КПД, котел никоим образом не теряет.

То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.

Сравнение тэнового и индукционного котла одинаковой мощности</h2>

Но самый главный пункт для сравнения, это конечно же итоговая стоимость изделий и во сколько обойдется содержание, той или иной системы отопления.

Давайте реально сравним две модели примерно одинаковой мощности:

• индукционный 25кВт (цена ~ 85тыс. руб. на конец 2017г)

• тэновый 24кВт (цена ~ 46тыс. руб. на конец 2017г)

Для первой модели в комплектации поставляются:

• датчик протока

• группа безопасности

• шкаф управления

Вес экземпляра на 25квт – порядка 80кг.

В чем отличие качественного тэнового котла? Во-первых, он весит почти на 40кг меньше.

Кроме того, вся электронная начинка спрятана у него внутри. А значит никакого объемного шкафа управления, занимающего дополнительное место не нужно.

Кроме вышеперечисленной комплектации для индукционного котла, которая в тэновом изначально также присутствует, в него входят дополнительные функциональные узлы:

• автоматический выбор мощности в несколько ступеней по 2кВт

Вы своими глазами будете наблюдать постоянные моргания света при таких переключениях. А еще, мощные электрические контакторы своими хлопками и перещелкиваниями, реально могут заставить вас подпрыгивать каждый раз от неожиданности.

В тэновых, установлены тихие реле, либо контактор компактных размеров, их работу вы можете услышать, только находясь непосредственно возле агрегата.

• погодозависимая автоматика

Именно она занимается переключением ступеней. Как только котел ”видит”, что скорость нагрева идет через чур быстро, он откидывает одну ступень, затем еще одну и т.д. Если температура меньше заданной, он эту ступеньку добавляет.

При этом происходит включение не сразу всех 24квт, а постепенное, плавное повышение мощности от минимального значения. Глазами вы этого, по морганию лампочек никак не увидите.

• датчик низкого давления воды

Если система у вас прохудилась и где-то есть утечка, то котел просто не включится. В индукционном же, будет продолжаться нагрев сердечника.

• индикация ошибок

Вы всегда можете подойти к котлу и очень быстро определить по коду ошибки неисправность, из-за которой он ”встал”.

• возможность подключения бойлера

Причем эта возможность уже автоматизирована. Вам останется только выставить температуру воды, а все остальное, котел сделает сам.

Работая на 40 градусах и переключившись на бойлер, он самостоятельно разгонится до 80С, нагреет титан и затем вернутся в прежний режим.

Если такую же автоматику включить в индукционные котлы, то при P=25квт они бы стоили не 85тыс, а на сотню тысяч дороже. Ведь в изначальном варианте все управление в них осуществляется по температуре протока.

Вопрос покупать или не покупать индукционный котел, или сделать выбор в пользу тэнового, конечно каждый решает сам за себя. Но многие все больше убеждаются, что индукционный котел это не тот агрегат отопления, который стоит монтировать в индивидуальных частных домах и коттеджах.

Конечно, без индукционного нагрева в некоторых конструкциях, производственных и рабочих помещениях обойтись невозможно. Например, нагрев среды в хим.производстве, которая должна оставаться стерильной.

Поэтому лучше оставьте такой вид обогрева там, а не тащите его к себе домой. Незачем мучиться со сложным, тяжелым, габаритным агрегатом, если можно обойтись другими весьма изящными решениями.

ТЭН — электронагреватель жидкости в виде металлической трубки, внутри которой находится спираль. Конструкций, разновидностей множество. Нагреватели изготовляют и на крупный и на малых производствах.

Эти нагреватели массово устанавливаются, например, в электрических бойлерах и электрокотлах, поэтому производятся также известными производителями.

Но на любом рынке можно встретить ТЭНы предназначаются для установки в радиаторы отопления. Эти устройства изготовлены чаще в Польше, Украине, Китае. Они могут снабжаться встроенными термодатчиками, т.е. работать в полуавтоматическом режиме, отслеживая степень нагрева.

На основе таких электрических нагревателей, можно легко создать отопительный прибор своими руками. Чем и пользуются домашние мастера, конструируя простейший обогрев и «экономя» при этом, как они, думают, изрядные суммы денег.

Насколько большая выгода от ТЭНов

Если имеется старая батарея, то почему бы ее не превратить с помощью ТЭНа в систему отопления для небольшого подсобного помещения, — курятника, мастерской, гаража…

Существуют даже мифы, что тенами отапливать выгодно. Но «мечты разбиваются о суровую реальность», — электричеством отапливать дороже всего. Так как используется самый дорогой энергоноситель.

Неважно, имеется ли фирменный программируемый электрокотел, или установлена бочка с опущенным в нее на проволоке ТЭНом, — КПД подобных электронагревателей около 97%. А дальше платим по счетчику…

Обогреваться ночью

Но есть лазейка, — ночной дешевый тариф на электроэнергию. Узнать точно, о действующих тарифах и возможности подключения ночного, можно в местной электросети.

Правда и ночное электричество нельзя назвать дешевым, но в совокупности с показателем «Комфортность», ночное отопления становится весьма привлекательным для пользователя.Какой вид топлива больше всего подходит для дома

Но цена на саму систему отопления с электрическим нагревом может значительно варьироваться.

Нагреватели в батареях

Когда в квартирах с центральным отоплением холодно, то отапливают дополнительно электричеством, а также газовой кухонной плитой или колонкой.

Вот тут и применяется парочка тяжелых чугунных батарей с ТЭНами. По сравнению с фирменными электроконвекторами они обладают гораздо большей теплоемкостью, поэтому их можно отключать на дольше и не следить за их работой. Но и нагрев соответственно продолжительнее.

Такие радиаторы умельцы устанавливают в основном в гаражах, где любят проводить время. Или, например, для обогрева животных в морозы на небольших фермах.

Оборудование систем отопления

Бывает, что на дачке, в гараже и т.п. имеются остатки былой системы отопления, например, пару батарей со стальными трубами. Вернуть систему к жизни проще всего, вставив в нее электрические нагреватели….

Но ТЭНы могут создавать и вспомогательный подогрев в домашней системе отопления. Электрический обогрев отлично дополняет твердотопливный котел. Особенно ночью, с дешевым тарифом. И здесь «самодельное производство» также востребовано.

Если в достаточно большой металлической трубе закрепить пару тенов по 2 кВт, то получится 4-киловаттный электрокотел. Нюанс в том, что ночью его можно включать в маломощную сеть 220 В, так как другие потребители «спят», кроме холодильника, например.

Такое «творение», на практике, может стать основным отоплением в течении сезона в утепленном доме, если, конечно, применяется буферная емкость — теплоаккумулятор.Как подключить теплоаккумулятор в систему

Какая мощность понадобится

В системе отопления целого дома лучше использовать 2-киловатные образцы электронагревателей.

Но в отдельных радиаторах самодельных регистрах, обрезках отопления в гаражах… применять слишком мощные ТЭНы нельзя.

Дело в том, что тепловое реле не может считаться надежной защитой. А доводить жидкость до температуры кипения, перегревать прибор свыше +75 градусов — опасно.

Следовательно, мощность тена не должна быть больше, чем тепловая мощность, отдаваемая прибором при +70 градусах. Это примерно 75% от паспортной мощности радиатора.

Труднее обстоит дело с самодельными регистрами, — неизвестна их теплоотдача. Остается лишь начинать использовать наименее мощные нагреватели.

Какие тены для радиатора выбрать

ТЭНы для радиаторов сделаны на основе заглушки (основания) со стандартным диаметром резьбы 40 мм. Остается из радиатора выкрутить нижнюю пробку, на ее место вкрутить нагреватель.

О подборе этих нагревателей по мощности для радиаторов было сказано выше. Не стоит брать более мощный приборы, во избежание аварийных ситуаций. Не нужно перегревать радиатор, добиваясь большей теплоотдачи.

Но эти нагреватели различаются и по длине. Для отдельно стоящего радиатора, без движения жидкости, предпочтительней тены подлиннее. Тогда и прогрев будет более равномерным.

В проточном электрокотле другой приоритет подбора — меньшее гидравлическое сопротивление. Минимизировать влияние нагревателей путем удачного подвода трубок и конфигурации их расположения для домашнего умельца не проблема.

Производитель, — «китайцев», по прежнему, ругают больше всего, лучшими ТЭНами считаются местного разлива — российско-украинские.

Как применяются

ТЭНы могут включаться комнатным термостатом. Тогда они управляются по заданной температуре воздуха.

Но в большинстве случаев используют нагреватели со встроенными температурным реле, — нагрев по температуре теплоносителя.

Жидкость при нагреве расширяется. Нельзя отдельные радиаторы, и другие замкнутые системы отопления, заполнять жидкостью полностью. В системах отопления для компенсации расширения используется расширительный бак.Расширительные баки для системы отопления

В случае с отдельным радиатором достаточно оставить не менее 10% внутреннего объема не заполненным, — заливать радиатор по верхнюю пробку.

Установка ТЭНа следующая. Система сливается, выкручивается пробка радиатора, вкручивается тен. При этом обычно используется лен со смазкой в качестве уплотнителя (металл-по металлу).

Нагреватель подключается к электросети в соответствии с ПУЭ, с соответствующей изоляцией контактов.

Масло не допустимо

Если система замораживается, необходимо использовать незамерзающие жидкости, для одного радиатора можно использовать тот же автомобильный Тосол. Горючие жидкости недопустимы.

Встречаются и другие нарушения.

Конструирование своими руками — выгодно?

Самостоятельное конструирование электрообогревательных приборов не приветствуется по соображениям безопасности.

Гораздо целесообразнее приобрести готовый электрический обогреватель для помещений, например, электроконвектор, отвечающий требованиям… За его эксплуатационные качества несет ответственность производитель.

Экономическая целесообразность в ТЭНах может возникнут, как говорилось, когда в наличии имеется «заброшенная» и «бесплатная» оболочка для него.

К тому же, средний по площади дом выгоднее отапливать электрокотлом с водяными радиаторами, чем отдельными конвекторами. Далее по теме — выгодно ли отапливать конвекторами электрическими

<index>ТЭНовый котел отопления

Электрический котел с ТЭНами

Данный нагревательный компонент электрического котла – ТЕН для котла отопления, изготовлен в форме трубок. Трубки изготовлены из такого материала, как титан или алюминий. Внутри трубки находятся контактные стержни и спираль накала. Для того чтобы предотвратить такое явление, как короткое замыкание, спираль накаливания отделена от трубки посредством кварцевого песка, который является хорошим диэлектриком. Песок – это такой материал, который обладает отличной теплопроводностью. Чтобы предотвратить попадание во внутреннюю часть стержня воды, его концы являются герметичными.

Тэн для котла отопления может быть двух типов: одноконцевым либо двухконцевым. Чаще всего в электрических котлах применяется первый тип ТЭНа.

У такого ТЭНа водные контакты расположены только с одной стороны стержня. По своей конструкции такие электротэны для котлов отопления напоминают обычные кипятильники. Нагрев теплоносителя происходит всегда с одинаковой мощностью. Чтобы температуру теплоносителя можно было отрегулировать, придется отключить ТЕНы для котлов отопления. Так как во многих котлах используется не только один ТЭН, то отключение одного или нескольких ТЭНов позволит снизить температурные показатели теплоносителя.

Одноконцевой ТЭН

Среди достоинств электрического ТЭНового котла можно назвать тот факт, что нагревательный компонент не имеет прямого контакта с теплоносителем. Таким образом, вероятность короткого замыкания равна нулю. Автоматические выключатели электрических котлов необходимы для того чтобы в аварийной ситуации электротены для котлов отопления не перегрелись. Котел, который не оснащен такими выключателями, имеет некоторые минусы. В случае если будет утечка воды из отопительной системы, ТЭНы для котлов отопления перегорят.

Рекомендуем к прочтению:Двухконтурные электрические котлы отопления

В отопительной системе с электрическими котлами может применяться такой компонент, как дистиллированная вода.

Она необходима для того чтобы на ТЭНах не образовывалась накипь. Можно использовать и простую воду, но тогда будет образовываться накипь. Такое явление может существенно снизить уровень КПД электрического нагревателя, а впоследствии это может привести и к полной поломке ТЭНа.

Накипь на ТЭНе

При выборе электрических котлов нужно обратить внимание на один важный момент. ТЕНовые котлы отопления должны быть устроены таким образом, чтобы была возможность поменять ТЭН в случае его выхода из строя.

Электрические котлы могут обладать ТЭНами различной мощности. Это необходимо для того чтобы можно было легче отрегулировать нужную температуру. Это позволит во многих случаях сэкономить количество потребляемой электроэнергии. В случае если нужна промежуточная температура теплоносителя, то можно применить такое устройство, как реостат. Он позволит отрегулировать по своему усмотрению температуру нагревательного элемента.

Преимущества ТЭНовых котлов отопления

Если у таких котлов есть один существенный недостаток, такой, как высокая цена на электроэнергию, то это компенсируется его другими достоинствами. По некоторым параметрам ТЭНовые котлы отопления могут превосходить агрегаты, работающие на твердом или жидком типе топлива. Такие котлы выделяются своим широким набором разнообразных функций. Посредством электрического котла можно организовать не только отопительную систему, но и систему горячего водоснабжения.

Рекомендуем к прочтению:Комбинированные универсальные котлы отопленияДвухконтурный электрокотел для отопления и горячего водоснабжения

Еще одним преимуществом ТЭНовых котлов можно назвать широкие возможности управления посредством контрольной панели. Такая панель позволяет установить наиболее подходящие для вас настройки. Также еще одним достоинством ТЭНовых электрических котлов можно выделить тот факт, что они не требуют проводить очистку от продуктов сгорания.

Электрические котлы выделяются своим хорошим эстетическим видом и разнообразием дизайна. Кроме того, они обладают довольно компактным размером.

Еще одно весомое преимущество ТЭНовых электрических котлов состоит в том, что они самые безопасные с экологической точки зрения. Кроме того, такое устройство обладает отличной противопожарной защитой.

Такое оборудование пользуется широким спросом, так как для работы такой отопительной системы можно использовать энергию ветра или солнечных лучей.

Отопительные котлы, работающие на электричестве, входят в приемлемую ценовую категорию. Они доступны любой среднестатистической семье. Цена такого котла, в первую очередь, будет зависеть от его параметров мощности. Также цена может зависеть от производителя или от того набора функций, которые доступны в той или иной модели электрического ТЭНового котла.

</index>

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:

1. 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.
2. 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).
   

   

3. 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.
4. 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:

1. Поскольку нихромовая спираль окружена керамической засыпкой, передача тепла медному корпусу происходит немного дольше, чем у других электрокотлов.
2. При использовании жесткой воды медная трубка снаружи покрывается слоем отложений. Теплообмен затрудняется, повышается температура поверхности, срок службы спирали сокращается.
3. 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:

1. В процессе нагрева идет химическая реакция электролиза, соли магния и кальция разлагаются, из-за чего мощность котла заметно снижается.
2. Опять же, производительность агрегата – величина переменная. Зависит от концентрации солей, температуры воды и напряжения в сети.
3. С обычными антифризами для отопления электродный котел «не дружит», придется покупать специальную жидкость. По понятным причинам, обессоленную или дистиллированную воду использовать нельзя.
4. При реакции электролиза выделяется смесь различных газов, иногда – горючая. Отмечены случаи завоздушивания закрытых систем отопления.
5. 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:

1. После включения аппарата контактор замыкает силовую цепь по команде автоматики. На катушку подается напряжение 220 либо 380 вольт.
2. Индуктор создает вокруг сердечника вихревые токи высокой плотности, отчего металлическая труба нагревается. Тепло передается протекающей внутри воде.
3. 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:

1. В квартиру однозначно берите настенную электрическую мини-котельную, оборудованную ТЭНами, собственным насосом и баком.
2. 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.
   

   

3. Устанавливайте выносной терморегулятор. Тогда котел станет ориентироваться на температуру воздуха, а не теплоносителя.
4. Электродный теплогенератор берите в 3 случаях: ограниченный бюджет, слишком мало места в котельной либо подключение к гравитационной отопительной разводке без насоса.
5. Меньше всего проблем электродные агрегаты создают в открытых системах – образующиеся газы благополучно уходят через атмосферный расширительный бак.
6. 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.

Используемые источники:

• https://obotoplenii.ru/elektricheskie-kotly/tenovye-elektricheskie-kotly-opisanie-printsip-raboty
• https://domikelectrica.ru/indukcionnye-ili-tenovye-kotly-otopleniya-dlya-chastnogo-doma/
• http://teplodom1.ru/domotopl/243-otoplenie-tenami-kak-sdelat-stoit-li-ispolzovat.html
• https://otoplenie-doma.org/tenovye-kotly-otopleniya.html
• https://otivent.com/elektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-doma