Виды электрических котлов для отопления частного дома

Отопление дома в зимний период — это всегда актуальный вопрос. Современные реалии и постоянные повышения стоимости твердых и жидких энергоносителей подстегивают развитие отопительных систем для квартир и частных домов в пользу электричества. Существует два принципа работы электрических водонагревателей для отопления: резистивные и индукционные.

Устройство вихревого индукционного котла

В действительности данное техническое решение далеко не ново, явление электромагнитной индукции, за счет которой функционируют электрические индукционные котлы отопления, открыто М. Фарадеем в далеком 1831 году. Просто благодаря современным материалам и технологиям явление взято за основу и реализовано в водогрейных установках относительно недавно.

Нагревание воды происходит за счет вихревых токов (токи Фуко), появляющихся в сердечнике катушки. Образуются они под воздействием переменного электрического поля, создаваемого витками катушки переменным током частотой 50 Гц. Сердечник выполнен в форме трубы, через нее и протекает теплоноситель при нагреве. По сути, аппарат представляет собой индукционный преобразователь электрической энергии в тепловую с эффективностью порядка 98%. Диаметр провода, из которого выполнена катушка, количество витков и размеры сердечника рассчитаны таким образом, чтобы нагревать воду до максимальной температуры 95 ºС и при этом не допустить перегрева обмотки.

Характеристики и область применения

Индукционные нагревательные устройства обладают высоким коэффициентом полезного действия. Он может доходить до 99 %. Прибор характеризуется пониженным потреблением электрической энергии, по сравнению с другими котлами. В состав нагревателя входит устройство, позволяющее предотвратить образование накипи.

В нём отсутствуют разъёмные соединения. В результате этого уменьшается риск появления течи. Механические элементы, содержащиеся в конструкции, не соприкасаются. Физический износ деталей при работе прибора – минимальный. В качестве теплового носителя можно использовать воду или масло. Индукционный электрокотёл хорошо сочетается с другими отопительными системами.

Устройство является полностью автономным. Его легко обслуживать. Для установки и запуска нагревательной системы не потребуется привлекать дорогостоящих специалистов. Пуско-наладочные работы легко провести самостоятельно.

Оборудование обладает продолжительным сроком эксплуатации и высоким уровнем пожарной безопасности. Для соединения нагревателя и индуктора не используется электрическая цепь. Температура нагревательного элемента может значительно превосходить температуру теплового носителя.

Отопительные устройства индукционного типа применяются для решения следующих задач:

  • создания оборудования для отопления в жилых домах и административных строениях;
  • нагревания воды в системе водоснабжения;
  • комбинированного теплоснабжения;
  • экономии электрической энергии;
  • для обогрева помещений, в которых нельзя использовать обычные источники тепловой энергии по причинам экологической и пожарной безопасности.

Особенности отопления с электрокотлом

Одной из особенностью этого типа оборудования является высокий уровень затрат. Поэтому электрокотел для отопления частного дома должен быть не только достаточно мощным, но и экономичным.

Электрический котел в отоплении

Благодаря принципу работы все электрические отопительные приборы имеют небольшие габариты. Нагревательный элемент воздействует на теплоноситель (воздух, вода, антифриз), повышая его температуру.

Поэтому стандартный электрокотел для водяного отопления будет намного меньше, чем его газовый аналог. Самыми большими габаритами обладают твердотопливные модели.

До того как врезать электрокотел в систему отопления следует узнать его положительные качества:

  • Автономность работы. Современные модели комплектуются электронными блоками контроля и безопасности;
  • Бесшумность работы. Процесс нагрева воды происходит без возникновения посторонних шумов. Исключения составляет электрокотел для батарей отопления с циркуляционным насосом;
  • Выбор места установки. Так как во время работы не происходит выделение угарных газов, подключение электрокотла для отопления выполняется без обустройства вентиляционной или дымоходной трубы;
  • Не нужно оформлять разрешение на установку. Важно правильно рассчитать мощность, так как двухконтурный электрокотел для отопления дома может работать только от сети с напряжением 380 В. Это относится к моделям с номинальной мощностью более 18 кВт.
Читайте также:  Как выбрать самый безопасный обогреватель?

Для обустройства электрического теплоснабжения следует адаптировать электропроводку, чтобы она выдержала максимальную мощность котла. Для минимизации расходов рекомендуется установка двух тарифного счетчика и теплового аккумулятора. Электрокотел для отопления и горячей воды будет функционировать в ночное время, нагревая воду в тепловом аккумуляторе. Днем накопленная тепловая энергия будет передаваться от теплоносителя.

Для обеспечения бесперебойной работы электрокотлы мини для отопления должны комплектоваться стабилизаторами напряжения. Это позволит значительно увеличить срок безремонтной службы оборудования.

Преимущества индукционного котла отопления

  • Низкие эксплуатационные расходы (до 30% ниже по сравнению с традиционными котлами).
  • Высокий КПД, который за все время службы не снижается и достигает 98%.
  • Возможность использования любого теплоносителя (вода, масло, глицерин, антифриз…).
  • Замену теплоносителя необходимо осуществлять раз в 10 лет.
  • Отсутствие ТЭНов.

Примечание! В электрических котлах ТЭНы требуют обслуживания и замены.

  • Экологичность системы (отсутствуют выбросы продуктов горения).
  • Нет необходимости обустраивать специальную котельную и склад для хранения топлива.
  • Отсутствие накипи.
  • Высокая степень пожаро- и электробезопасности.
  • Нет необходимости устанавливать систему вентиляции и дымоход.

Число контуров, КПД и мощность электрокотлов разных видов

ТЭНовый электрокотел обладает мощностью в 12 кВт. Вся мощность распределена на 6 нагревателях, по 2 кВт на каждый. КПД составляет 98%.

Важно! Со временем на ТЭНах происходит образование накипи, из-за чего они теряют свою первоначальную мощность. Чтобы избежать этого, используйте в качестве теплоносителя дистиллированную воду – жидкость без примесей! Электродный электрокотел имеет мощность 1-16 кВт, распределённую на 1–3 фазах. КПД составляет около 100%. КПД индукционного электрокотла составляет 98–100%.

В отличие от прибора на основе ТЭНов, здесь (как и на электроде) не образуется накипь, и мощность остаётся такой же, какой была при покупке – от 2 до 1500 кВт. Сколько контуров будет у вашего котла, выбирайте самостоятельно. Их количество зависит от того, для каких целей будет использоваться нагреваемая вода. Одноконтурные системы применяют только для отопления помещений, а агрегат с двумя контурами применяется для нагрева воды в кране, для нагрева воздуха в помещении.

Что нужно для изготовления котла?

Таким образом, преимуществ у котлов индукционного типа предостаточно. Но есть и один недостаток – высокая стоимость. Но этот недостаток можно легко исправить. Ведь сделать индукционный котел своими руками несложно.

Затраты на установку индукционного оборудования быстро окупаются за счет высокого КПД и электробезопасности.

Изготовив на индукционный котел своими руками чертежи можно без труда и в короткие сроки создать экономную и эффективную систему теплоснабжения дома.

Для того чтобы соорудить котел индукционного типа потребуются такие инструменты и материалы:

  1. Инвертор сварочный. Он необходим для варки корпуса генератора теплоты. С его помощью также будут соединены подающие и отводящие трубопроводы.
  2. Катанка либо проволока из стали для нагрева в электромагнитном поле. Диаметр — 7 мм. Длина должна быть 5 см.
  3. Пластиковая труба для создания корпуса котла. Стенки трубы должны быть толстые.
  4. Переходники. Они нужны для того, чтобы присоединить самодельный индукционный котел отопления к системе теплоснабжения.
  5. Проволока из меди.
  6. Сетка металлическая.

Таким образом, никаких специальных и дорогостоящих инструментов и материалов для создания индукционного прибора не требуется. Все необходимое оборудование и материалы наверняка есть у каждого хозяина. Изготовив на индукционный котел отопления своими руками чертежи, можно в итоге получить достаточно экономный в работе и дешевый в создании и установке теплогенератор.

Параметры индукционных приборов

Для любой модели электрического индукционного котла, вне зависимости от производителя и особенностей устройства, можно выделить следующие технические характеристики:

  • мощность от 2 до 60 кВт;
  • высокий КПД, превосходящий 98%;
  • способность к снабжению теплоносителем от 40 до 2000 м² площади жилого или промышленного назначения;
  • регулировка температуры теплоносителя от 40 до 95 °С;
  • изменение рабочего давления среды до 3 атмосфер;
  • общий вес не более 200 кг;
  • потребление электротока частотой до 50 Гц.
Читайте также:  Дымоход для газового котла в частном доме

Главные преимущества

Любой индукционный электрический котел отличается весьма высоким КПД, превосходя по этому параметру абсолютно всех конкурентов. Именно поэтому такое устройство считается наиболее экономичным для отопительных систем средней мощности.

Подобные нагреватели отличаются повышенной безопасностью, они бесшумно работают, прекрасно сочетаются с другими вариантами системы теплоснабжения и не требуют специального помещения.

Вот почему все больше людей выбирают индукционные котлы. Отопление помещения при этом, несмотря на использование электричества, остается весьма недорогим и эффективным.

ТЭНовые котлы

Классические водонагревательные устройства, основа которых – ТЭН (аббревиатура от «тепловой электрический нагреватель»), металлическая трубка, которую заполняют кварцевым песком или иным керамическим изолятором. Внутри укладывают нихромную или вольфрамовую спираль, концы которой для надежности приваривают к металлическим контактам, на которые подается напряжение 220 В. Классический вариант ТЭНа имеет форму латинской буквы U, напряжение подается на два контакта, расположенные на концах устройства. Более современные варианты ТЭНа выпускаются в виде трубки (стержня) из нержавеющей стали, имеющим всего один контакт, в роли второго используется корпус ТЭНа

Примеры классического (вверху) и современного (посредине) ТЭНов

Рабочая область котла – это бак, в котором находится теплоноситель, в который, в зависимости от требуемой мощности, погружен один или несколько ТЭНов. При этом совершенно не принципиально, как будет располагаться бак – он одинаково эффективен как при горизонтальном, так и при вертикальном размещении. При включении напряжения 220В коммутируются одновременно все ТЭНы, система работает на максимум, а при достижении требуемой температуры, заданной владельцем дома, интенсивный нагрев прекращается и периодически включается один из ТЭНов, поддерживая заданную температуру.

Чем привлекают ТЭНовые котлы:

  • надежность – выпуск электрокотлов ТЭНового типа освоен уже достаточно давно, поэтому технология их производства хорошо отработана, что позволяет выпускать (и отзывы это подтверждают) качественное теплооборудование

ТЭНовый котел на кухне загородного дома

Электрический проточный водонагреватель

  • разнообразие моделей – сегодня на рынке можно подобрать и купить модель практически любой мощности (на 220 или 380 В), как одно- , так и двухконтурный котел. Есть варианты, при которых двухконтурный котел летом может использоваться только для подготовки горячей воды
  • если сравнивать цены, то это наиболее доступный вариант из всех типов электрических котлов
  • компактность – все необходимое оборудование – собственного котел, циркуляционный насос, блок управления (контролирует давление воды и температуру) может быть размещено в небольшом ящике, который можно разместить, например, в прихожей или на кухне (рис. 2)
  • ремонтнопригодность — при выходе из строя, ТЭН легко купить и заменить

Рис. 2. Пример компоновки ТЭНового котла

ТЭНовый котел. Вид изнутри

Недостатки:

  • со временем снижается мощность нагрева ТЭНа, за 3-4 года она может стать меньше на 15-20%
  • образование накипи (отложений) на ТЭНе, поэтому лучше в системе использовать специально подготовленную (дистиллированную) воду

Электрический котел с системой фильтрации воды прослужит на много дольше

  • высокая инерционность – системе потребуется достаточно много времени (особенно если система отопления большая), чтобы прогреть весь объем воды

Электродный электрический котел отопления своими руками

Электродный котел греет воду благодаря движению ионов между положительно и отрицательно заряженными электродами. Подробно о принципе работы всех видов электрокотлов мы писали в предыдущий раз.

В самодельном электродном котле анод должен быть изолированным от катода.

Самодельный электрокотел обойдется совсем недорого, в зависимости от того, что у вас найдется в наличии. Цена вопроса будет низкой, даже если придется покупать абсолютно все. Для работы понадобятся:

  • труба диаметром 50 мм;
  • металлический пруток сечением 20 мм;
  • две муфты с внутренней резьбой;
  • плоский фланец;
  • любой материал диэлектрик;
  • резина для уплотнения;
  • гайки, болты.

Итак, приступим. Как сделать электрокотел отопления своими руками? Берем тубу и в один торец ввариваем муфту. Вторую муфту размещаем в боковой части ближе к противоположному торцу, на который приваривается фланец. Затем в металлическом прутике высверливаем отверстие и нарезаем в нем резьбу. В это отверстие будет вкручиваться болт, которым электрод бут крепится к диэлектрику. Диэлектрик – это материал, который не проводит электричество. Нужно изолировать электрод от корпуса, иначе возникнет короткое замыкание.

В качестве диэлектрика можно использовать толстый термостойкий пластик, например, такой, как текстолит.

Чтобы все было аккуратно, из текстолита вырезаем круг размером с имеющийся фланец. Затем в диэлектрике просверливаются отверстия для крепления к фланцу и одно отверстие посередине, для крепления электрода. Пруток прикручивается перед тем, как агрегат будет собран. Между текстолитом и фланцем нужно положить резиновую прокладку для уплотнения стыка и затянуть все болтами с гайками.

Для удобства на корпус нужно приварить два болтика, на которые будет подаваться ноль и крепиться заземление. Земля должна быть обязательно. Фазу (плюс) подсоединяем к болту, которым крепиться электрод. Все провода нужно заизолировать. Перед тем как подключить котел нужно провести солевую подготовку теплоносителя. Также не обойтись без элементарного блока управления с термодатчиком. Электродный электрокотел для отопления своими руками, видео:

Индукционный

Работа индукционных моделей основывается на физическом явлении «индукция», которое происходит во взаимодействующих между собой катушках. Они по праву занимают лидирующие позиции на рынках.

Если говорить о преимуществах, следует отметить:

Индукционный
  • Очень высокий КПД, достигающий 99% — таким образом вся электроэнергия, за которую приходится платить, преобразуется в тепло
  • Экономичны и эффективны при взаимодействии с системами теплый пол
  • Могут одновременно использоваться для ГВС (горячее водоснабжение)

Единственным недостатком может стать стоимость подобного оборудования. Оно легко устанавливается, но в случае поломки требует ремонта профессиональным мастером.

Варианты установки

Итак, для начала разберемся с вариантами подключения электрокотла в частном доме и квартире своими руками:

  • Если мощность водонагревателя не превышает 3,5 кВт, то обычно он запитывается от розетки. При этом допускается использование однофазной сети 220В.
  • В том случае, если мощность варьируется в пределах 3,5-7 кВт, необходимо осуществлять электромонтаж своими руками напрямую от распределительной коробки. Это связано с тем, что розетка может не выдержать высоких токовых нагрузок. Как и в предыдущем случае, 220-вольтная сеть допускается для применения.
  • Ну и последний вариант, который может встретиться – электрокотел, мощностью свыше 7 кВт. В этом случае необходимо не только вести отдельный кабель от распредкоробки, но и использовать более мощную 3-х фазную сеть 380В.

Как залить антифриз в систему отопления дома

Концентрат потребуется предварительно разбавить. Полученную жидкость вливают в расширительный бак. Для удобства можно также использовать подпиточный вентиль и насос. Однако перед началом выполнения работ потребуется открыть все краны Маевского. После поступления антифриза их потребуется закрыть. Вещество должно составлять не менее одной третьей части. Только в таком случае удастся ощутить положительное воздействие. Сегодня электричество есть даже в самых отдаленных поселках нашей страны. Оно может использоваться не только для освещения, но также для отопления. Однако в таком случае придется потратить средства на покупки специального оборудования. Некоторые модели требуют правильной установки. Выбор одного из вариантов напрямую зависит от квадратуры дома, квартиры и климатических условий. Для экономии средств рекомендуется установить терморегуляторы. Автоматическая система может также снижать температуру в помещении ночью.