Как работает электрокотел и какой выбрать в дом?

Конструкция и принцип действия комбинированных котлов

Конструкция комбинированной установки отличается от классической твердотопливной введением в резервуар агрегата электрического ТЭНа или группы таких нагревателей, которые в сумме дают необходимую тепловую мощность. К ним добавлены элементы автоматики, которые призваны управлять нагревом элементов в зависимости от температуры теплоносителя.

Котел на дровах и электричестве

Принцип действия, по которому работают отопительные котлы на дровах и электричестве, прост: дрова служат основным видом топлива, на нем агрегат работает постоянно.

Дальше теплоноситель в системе отопления нагревается исключительно электричеством, пока в камеру сгорания не загрузят новую порцию топлива. После ее прогрева блок управления отключит ТЭНы и котел снова полностью перейдет на дрова.

Принцип работы

Важно помнить, что для использования электрического отопления необходима отдельная линия. Подключить в розетку можно лишь устройство малой мощности, которое вряд ли самостоятельно справиться с обогревом дома.

Если мощность электрического котла превышает 7 кВт, нужно оборудовать отдельную трехфазную линию или провести от электрического щита медный провод с сечением 1 мм на каждые 8 ампер тока.

Схема подключения электрокотла

Электрическое отопление – один из самых эффективных методов обогреть помещение. КПД электрокотла составляет от 98% и выше. Это обусловлено особенностью работы котлов, ведь вся энергия тратится на нагревание жидкости. Конечно, бывают недочеты в конструкции, при которых потеря тепловой энергии происходит через стенки оборудования, однако такие потери не столь существенны. Установка котла в одном из отапливаемых помещений, позволит воздуху нагреваться от самого устройства.

Электроэнергия является дорогим ресурсом, поэтому расходовать её нужно с умом. До того как выбрать электрический котел отопления для дома стоит позаботиться о хорошей теплоизоляции частного дома. Это позволит уменьшить расход энергии и быстрее добиться необходимой температуры. При расчете мощности котла нужно делать поправку на теплоизоляцию, чтобы получить достаточное количество тепла в холодный период.

При использовании двухконтурного котла или системы отопления с естественной циркуляцией к требуемой мощности добавляют ещё по 15 %.

Можно ли установить электрокотел в квартире

Отопление квартиры с помощью электрического котла, не требует получения специальных разрешений, при условии, что совокупная мощность всех электроприборов в квартире, не превышает установленных ограничений по потреблению электричества.

Но все равно, придется пройти несколько инстанций и получить разрешение на следующее:

• Отказ от централизованного отопления – получить разрешение на 100% отказ, достаточно проблематично. В большинстве случаев, придется продолжать платить за обогрев подъездов, чердаков и т.п. При этом, сумма составит не более 10% от полноценной оплаты услуг Теплосети.
• Разрешение на установку не требуется, но в случае, если мощность котла превышает 8 кВт, он перестает быть бытовым водонагревательным прибором, со всеми вытекающими из этого последствиями. Потребуется получить разрешение на ввод в квартиру трехфазной ветки напряжения, а также, подать заявление на увеличение выделяемой котел (все трехфазные теплогенераторы обязательно сертифицированы в Ростехнадзоре) не нужно, но, для подведения трехфазной ветки, потребуется изготовить проект подключения.

Работы по установке электрокотла, будут выполнять электрики, имеющие допуск согласно ПУЭ. Если к монтажу привлекаются посторонние подрядчики, перед вводом в эксплуатацию, представителями контролирующих органов, будут проверены: безопасность размещения, наличие заземления, соответствие нормам ПУЭ.

Как показывают отзывы, и проще, и дешевле, изначально пригласить штатных электриков. Тогда ввод объекта в эксплуатацию, пройдет гораздо быстрее.

Типы бытовых квартирных электрокотлов

Использование бытового электрического котла в индивидуальном отоплении квартиры, оптимальное решение при отказе от услуг центральной теплосети. Но, чтобы переоборудование системы обогрева оказалось на самом деле экономичным и обеспечило высокую теплоотдачу, потребуется правильно подобрать подходящий электрокотел, в каждом отдельном случае.

При выборе обращают внимание на следующие технические характеристики:

• Принцип работы – для квартиры подойдут ТЭНовые и электродные котлы:
  1. ТЭНовые, работают по принципу косвенного нагрева, что не всегда экономически оправдано. В качестве плюсов, красивый внешний вид, отсутствие нагрузки на электросеть при включении.
  2. Электродные котлы, экономичнее ТЭНовых, приблизительно на 40%, но имеют недостатки, связанные с эксплуатацией оборудования, требовательны к качеству теплоносителя.
• Количество контуров – популярностью пользуются одноконтурные электрические отопительные котлы для квартиры. Теплогенераторы, работающие исключительно на нагрев теплоносителя. Некоторые производители, специально выпускают модификации, предназначенные для подключения к низкотемпературным системам отопления, теплым электрические котлы для отопления квартиры, имеют два нагревательных элемента в конструкции. Выпускаются в ТЭНовом исполнении. Как показывает опыт эксплуатации, модели экономически не выгодны. При включении ГВС, начинают одновременно работать сразу два ТЭНа, что приводит к существенной нагрузке на электросеть.

Существует несколько возможностей обеспечить потребности ГВС, посредством электрокотла. Оптимальным вариантом, считается подключение бойлера косвенного нагрева.

Какие затраты на обогрев квартиры с электрокотлом

Затраты электроэнергии на обогрев квартиры, составляют 3-5 кВт/час, в режиме максимальной производительности. Экономичные электродные электрокотлы, расходуют меньше электричества, чем ТЭНовые.

В среднем, после установки электрического котла, материальные затраты, необходимые для ежемесячной оплаты тепла, уменьшаться на 30-40%. Можно добиться лучших результатов, несколько модифицировав работу теплогенератора:

• Установка терморегуляторов – внутри конструкции любого электрокотла, стоит датчик, контролирующий интенсивность нагрева теплоносителя, что крайне неэффективно. После установки комнатных терморегуляторов, экономия увеличивается на 10-15%.
• Недельный программатор – котлы с программатором, появились относительно недавно. Принцип работы сводится к возможности установить свой режим обогрева на каждый день недели или в течение суток. Ночью, температура в помещении может снизиться до минимума 20-22°С, а перед рассветом, опять подняться до комфортных 28° автоматически анализирует рациональность использования тепла в помещении, и при необходимости, подбирает наиболее экономичный режим обогрева.В большинстве ТЭНовых электрокотлов, присутствует возможность функционировать в режиме антизамерзания, поддерживая нагрев теплоносителя в пределах 20-30°С.

Установка электрокотла экономически выгодна, еще по одной причине. Разрешение на установку, множество согласований и связанных с этим финансовых затрат (как в случае с газовым отопительным оборудованием), не требуется.

Типы котлов, их плюсы и минусы

Есть различные устройства для нагрева теплоносителя. Они отличаются видом топлива на котором работают: дизельные, твёрдотопливные, газовые, электрические.

Помимо этого, котлы различаются способом монтажа — вешаются на стену или устанавливаются на полу.

Напольные более мощные, а настенные удобней в размещении, и менее затраты.

Дизельные

Для работы данных систем используется дизельное топливо. Они эффективны, имеют высокую производительность при минимальном потреблении солярки. Их несложно подключать и обслуживать.

На твердом топливе

В качестве топлива для таких котлов используются дрова или пеллеты. По принципу работы они схожи с обыкновенной печкой, но здесь сгорание дров происходит под воздействием высокой температуры — 250 градусов, и отсутствует доступ воздуха.

Жидкость нагревается горячим дымом, который выделяется в процессе сжигания топлива.

В квартирах они устанавливаются редко, основное их применение — производство или частные дома. Плюс вида — невысокая цена и простота использования.

Газовые

По названию ясно, что эти аппараты работают на газе. Их корпус обычно стальной или чугунный, от него на прямую зависит — сколько прослужит агрегат, и особенности его установки.

Котлы из стали легче, чем из чугуна, они компактны, не сложны в ремонте, но срок службы их небольшой. Чугунные служат дольше, они надёжны, экономичны, работают на любом газе — магистральном или сжиженном, но цена их выше.

Следует сказать, что для системы отопления «тёплый водяной пол» они не подходят, так как способны поддерживать температуры воды в приделах +80 гр. Для гидрополов теплоноситель должен прогреваться всего до 45 градусов, тем самым падает КПД агрегата.

Но если дополнить конструкцию смесительным узлом, то котёл можно будет применять в гидрополах.

Электрические

Электрические котлы работают от электрической энергии. Для напольного отопления — это лучший вариант, так как они способны нагревать жидкость до уровня, который необходим для безаварийного и экономичного режима работы тёплого пола, и просты в подключении. Плюс, не теряют своей работоспособности при длительном отключении (более полгода).

Их минус — эксплуатация обходится дорого, они энергозависимы, не могут функционировать при отсутствии электричества.

Виды электрокотлов:

1. Тэновые — самый простой, проверенный в работе вариант, поэтому они чаще монтируются в водяных системах. Имеют трубчатый нагреватель — он надёжный, его КПД достигает 98%. Мощность приборов от 2 до 60 кВт, функционируют от одно или от трёхфазной сети. Выпускаются тэновые аппараты одно и двухконтурные:

• Одноконтурные — эти мини-котлы греют только теплоноситель, для их более полного применения требуется ещё бойлер и теплообменник.
• Двухконтурные — устройства не только подогревают воду, но используются так же с целью отопления, в них уже вмонтирован бойлер и теплообменник, но стоимость их выше.

2. Электродные — подходят для гидрополов. Они компактны, долговечны, с большим КПД, имеют доступную цену. Их особенность — как теплоноситель применяется только антифриз.

Принцип работы у них другой — путём сопротивления положительных и отрицательных электродов, происходит быстрое нагревание теплоносителя.

3. Индукционные — технологически усовершенствованные электро котлы для тёплого водяного пола. Они разработаны так, что потребляют минимум энергоресурсов, при повышенном КПД и длительном сроке службы (30 лет). Могут обеспечить одновременную работу водяных полов и отопления радиаторного типа.

Данные устройства автоматизированные, надёжные, работают бесшумно и с любым теплоносителем. Им не нужен дымоход и отдельная комната для размещения.

При работе выделяют электромагнитные волны, поэтому соприкосновение с ними не приведёт к ожогу.

Выход на рабочий режим осуществляется быстро. Но стоимость их выше, чем у других электрических видов.

Модели котлов

Чтобы выбрать подходящий электрокотел для отопления частного дома, необходимо знать, по каким характеристикам они отличаются, а также, какую цель преследует покупатель: собирается он полностью перейти на электрическое отопление или устанавливает оборудование как запасной вариант.

По каким параметрам различают электрические котлы:

• мощность;
• конструктивные особенности;
• размеры;
• форма;
• стоимость изделий;
• производитель – отечественный или зарубежный.

По типу нагревательного элемента различают индукционные, ТЭНовые и электродные электрокотлы.

Индукционные

Принцип работы индукционного котла похож на трансформаторный: есть первичная и вторичная обмотка, а также сердечник, по трубам которого протекает вода. При включении первичная обмотка преобразует ток в магнитное поле, которое воздействует на вторичную. При этом сердечник нагревается и передает энергию жидкости.

Преимущества индукционного электрического котла для отопления:

• высокая защита от накипи;
• высокий КПД – около 98%;
• экономичность – при низком потреблении электроэнергии котел вырабатывает много тепла;
• пожаробезопасность;
• устойчивость к перепадам температур.

В конструкции агрегата нет быстро изнашивающихся механизмов, поэтому они могут работать до 30 лет. В качестве теплоносителя применяются различные жидкости – дистиллированная вода, масло, нефтепродукты, прошедшие очистку.

Недостатком электрокотлов является большой вес и высокая стоимость. Самый маломощный котел может весить более 20 кг.

Электродные

Электродный котел

Принцип работы ионных котлов заключается в разности потенциалов на электродах, которые находятся в теплообменнике. Жидкость используется специальная, с добавлением электролитов, чтобы она усиливала потенциал и быстрее нагревалась. Для нагрева воды используется ионизационная камера небольшого размера.

Преимуществом электродного котла является его высокая мощность при низком потреблении электроэнергии, например, по сравнению с ТЭНовыми моделями, в 2 раза. Оборудование быстро нагревается, что позволяет достичь нужной температуры в большом помещении за полчаса.

Оборудование не чувствительно к перепадам напряжения, поэтому не отключается. При утечке теплоносителя котел выключается, так как снижается потенциал тока на электродах. В остальном в данных моделях ломаться нечему, поэтому служат котлы долго.

Недостаток один: нужно покупать специальную жидкость, так как на обычной воде котел работать не будет.

С использованием ТЭНов

Эти модели работают по принципу электрического чайника, где нагревательная спираль помещена в оболочку из нержавеющей стали или другого металла. В теплообменнике может одновременно находиться и работать несколько ТЭНов.

Преимущество тэновой модели в минимальном риске короткого замыкания, а от перегрева его защищает терморегулятор, который отключает оборудование.

Недостатком теновых котлов является образование накипи. Чтобы продлить срок службы котла и снизить риск поломки рекомендуется применять для заливки дистиллированную воду.

Реостатные котлы

Рассчитаны на рабочее напряжение 220/380 В, мощность различная и зависит от назначения от ~4 до сотен кВт (бытовые до 15 кВт). Габариты и масса котла зависят от мощности. Небольшие котлы бытового назначения имеют мощность около 8 кВт, габариты около 200х300х1000 мм и вес до 30 кг.

Физический принцип их действия – закон Джоуля-Ленца, который утверждает, что выделение тепла в проводнике пропорционально квадрату тока, умноженного на электрическое сопротивление.

Примитивный «котел» такого типа иногда встречался на производстве или даже в быту: нихромовый провод в спирали или на керамической втулке, которым кипятили воду.

Промышленно изготовленный термоэлектрический нагреватель (тен) состоит из медного или стального корпуса в виде тонкостенной трубки и двух изолированных выводов с резьбой для крепления. Оба вывода водяных (жидкостных) тенов обычно пересекают плоскость таким образом, чтобы их можно было закрепить в двух отверстиях с герметизирующими шайбами и гайками. Корпус тена плотно набит мелким очищенным кварцевым песком, в котором содержится нихромовый провод, свернутый в спираль. Спираль полностью изолирована от корпуса кварцевым песком и керамическими изоляторами.

Тены рассчитаны на напряжение 220 или 380 В и имеют мощность от нескольких сотен ватт (кипятильник для стакана с водой) до 4 и более киловатт.

Электрокотел реостатного типа обычно представляет собой металлический сосуд (бак), в котором есть входной и выходной штуцеры для воды и отверстие под фланец. В это отверстие через уплотняющую резиновую прокладку устанавливается блок из нескольких тенов и затягивается винтами по периметру (иногда вкручивается на резьбе). В котле могут устанавливаться специальные электроды – аноды для сбора накипи. Накипь преимущественно осаждается на них, и со временем их меняют. при этом остальные части котла, и особенно тены оказываются чище и служат дольше.

Такой котел работает практически бесшумно, недорог в изготовлении, легко обслуживается. Он неприхотлив к качеству воды, хотя при частой доливке воды в систему будет покрываться накипью.

ВАЖНО: При заправке системы отопления используется подготовленная умягченная вода, не образующая накипи!

Управление мощностью реостатного котла устроено очень просто, если он имеет несколько групп. Обычно хватает двух-трех групп тенов: одна группа работает в теплую погоду, остальные подключаются по мере наступления заморозков. При правильной эксплуатации тены не обрастают накипью и легко отдают тепло в воду. Это предохраняет их от перегрева и преждевременного выхода из строя. При правильно продуманной системе байпасов и резервировании, замену тенов можно проводить, не сливая воду из системы. После ремонта емкость котла снова заполняется (той же самой слитой водой) и из нее стравливаются пузырьки воздуха. После этого байпас отключается и электрокотел вводится в работу. Обычно в бытовых условиях все устроено гораздо проще.

Достоинства

• простота в эксплуатации;
• отсутствие шума при работе;
• небольшая стоимость ремонтов и самих котлов.

Недостатки

• слабая динамика нагрева;
• сравнительно большие габариты;
• относительно частые ремонты (замена нагревателей).

Установка и подключение электрокотла

Помимо нагревателя для монтажа электроотопительной системы необходимо закупить сопутствующие товары.

• Кабель для подключения выбирается в соответствии с мощностью выбранной модели нагревателя. Если этот показатель не превышает 10-12 кВт, то достаточно будет однофазного кабеля, при большей мощности понадобится трехфазный. В последнем случае без услуг электрика не обойтись.

• Для бесперебойной и безопасной работы котла необходимо приобрести стабилизатор, который нивелируют скачки напряжения в сети и продлит эксплуатацию генератора тепла. Это защитное устройство должно быть рассчитано на суммарную мощность самого котла и насосного оборудования. При выборе также нужно учесть особенности местной сети. Для больших скачков напряжения необходим стабилизатор, подходящий для электросетей с большим колебанием напряжения.

Вам также понадобятся:

• трубы (лучше из металлопластика), фитинги и запорная арматура к ним;
• расширительный бак и циркуляционный насос, если их нет в самом котле;
• фильтр для обратной воды.

На этапе подготовке необходимо определиться со способом отопления.

Выбираем терморегулятор для радиатора отопления. Основные вид и принцип работы.

Чем опасна железистая вода для организма человека? Анализ и очистка воды, подробно.

Радиаторы или теплый пол?

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо взвесить все плюсы и минусы обоих вариантов.

1. Установка теплого пола обойдется дороже, но в процессе эксплуатации он позволит значительно уменьшить потери тепла.
2. Радиаторы меньше высушивают воздух. Теплый пол еще и сушит пыль, которая поднимается вверх.
3. В случае утечек ремонт радиаторного отопления проще.
4. Теплые полы более инертные: медленно остывают и нагреваются.
5. На теплый пол нужно разумно расставлять мебель, чтобы не препятствовать обогреву помещения.

Одним из оптимальных вариантов является сочетание этих двух схем.

Монтаж оборудования

Схема подключения электрокотла

Эти работы производят в определенном порядке и согласно инструкции к генератору тепла. Схема достаточно простая, поэтому монтаж и подключение тоже.

1. Сначала монтируют сам генератор тепла в выбранное место.
2. К электрокотлу подсоединяют датчики температур, автомат управления, стабилизатор, расширительный бак, циркуляционный насос.
3. Подключают к системе радиаторов или водяного теплого пола при помощи фитингов. Для этого воду нужно перекрыть при помощи вентилей.
4. Подсоединяют к электросети. Один из важных моментов в подключении электрокотла – обеспечение заземления, защищающего людей от поражения током. Для котла можно сделать центр заземления из соединенных друг с другом арматурой и вкопанных в землю трех штырей. Котел подключают к отдельному автомату, а нулевой медный кабель подводят к этим штырям.
5. Убедившись в правильности всех монтажных работ, запускают в систему воду и проводят проверку герметичности стыков и работы всей системы отопления.

Нюансы монтажа зависят от типа генератора тепла и отопительной системы в целом. Эти же параметры влияют на стоимость всего подключения.

О том, как производится монтаж электрокотла смотрите видео:

Заключение

Если участок не газифицирован, то лучшее решение для обогрева жилища – электрокотел для отопления. На рынке они представлены различными видами оборудования. Зная об их преимуществах и особенностях эксплуатации, можно правильно подобрать подходящую установку. Подключив котел, в вашем доме всегда будет комфортный микроклимат вне зависимости от погоды на улице. Но помните: чтобы выбранное оборудование без сбоев обеспечивало ваш дом теплом, следует поручить работы по его установке высококвалифицированным специалистам. В этом случае вы сможете сэкономить и на обслуживании отопительного устройства.

Преимущества и недостатки электрокотлов

Автономность работы – одно из главных преимуществ электрокотлов. Постоянное присутствие человека не требуется. Специальные термодатчики поддерживают заданный температурный режим. Управление современными котлами можно осуществлять через интернет.

Компактные размеры и бесшумная работа – не менее значимые преимущества. Установить индукционный котел можно и на кухне, не слишком стеснив пространство. Функционал электроотопительного оборудования позволяет выбрать комфортный режим температуры, подключить реагирование на смену температуры на улице, управлять через интернет. Дополнительно в отзывах об электрокотлах отмечают их экологичность, простоту монтажа, приемлемые цены, надежность.

Среди недостатков отмечают один фактор – стоимость электричества. Если сравнивать расходы на отопление газовым котлом, то электрический обойдется в 2 раза дороже (примерно). Однако если других возможностей нет, электрокотел – отличный вариант.