Принцип работы электрического котла

Особенности электрических котлов

Основными причинами выбора эл. котлов является простота обслуживания и низкая цена на электроэнергию. Устройство позволяет владельцам самостоятельно проводить техническое обслуживание. Очистка и замена деталей не потребует специальных технических знаний.

Важно! Для экономии средств при использовании электрокотлов рекомендуется переходить на многотарифный учет энергии.

Чтобы максимально сэкономить средства при обогреве помещения с помощью электрокотла, нужно учитывать тарифные графики, действующие на потребление электроэнергии. Наименьшая плата за киловатт взимается с 23:00 до 6:00. Именно в этот период сеть минимально загружена. Финансовая выгода составит до 30%. Самое нерациональное время для обогрева помещения приходится на моменты пиков потребления энергии (8-11 утра, 20-22 вечера).

Самым частым способом экономии средств на обогреве помещения считается комбинирование ночного и дневного тарифа. Также для снижения затрат применяют комбинированные системы отопления. Такие варианты включают в себя не только электрокотлы, но и источники тепла, функционирующие на другом виде топлива.

Отличия от газовых котлов

Электрокотлы отличают от газовых следующие моменты:

1. Абсолютно безопасны. Газовые могут взорваться из-за любой искры.
2. Не нужно дополнительное пространство. Газовые котлы могут работать только с вытяжкой и отдельно выделенным для устройства пространством.
3. Экономичнее. Газ труднее добывать, поэтому его стоимость выше электроэнергии.

Отличия от конверторов

Котлы отличают от электроконвекторов следующие моменты:

• Может быть подключено только водяное отопление. Конвекторы не требуют подключения к горячему и холодному водоснабжению.
• Мощные устройства требуют отдельной линии питания. Все конвекторы могут работать от домашней сети.
• Тепло пропадает во всем доме при поломках. В конвекторе легко заменять все детали.
• Можно управлять температурой с телефона. В конвекторах не установлен GSM-модуль.
• Усложненное обслуживание.
• Увеличенные расходы.
• Медленный нагрев, но после отключения сохраняется инерция, так как жидкость в котле медленно остывает. Конвектор быстро нагревает помещение, но и остывает за короткое время.

Преимущества и недостатки

Как и любой другой тип системы отопления, электрические котлы имеют свои плюсы и минусы. К преимуществам относятся следующие моменты:

1. Номинальная мощность агрегата достигается максимально быстро.
2. Для установки не требуется дополнительная документация. Установка газовых и твердотопливных котлов невозможна без соответствующих сертификатов и допусков.
3. Невысокая стоимость.
4. Небольшие габариты.
5. Электрические предохранители не позволят случиться пожару.

Установка имеет следующие недостатки:

1. Необходимо поддерживать баланс циркуляции рабочей жидкости искорости обмена теплом спроводником. Любое нарушение приводит к сбою работы.
2. Для эффективной работы необходима поддержка определенной температуры.
3. В электроотопительном котле не могут использоваться незамерзающие жидкости.

Устройство электрических котлов

Электрокотел для отопления частного дома включает в себя расширительный бак для воды и нагревательные элементы. Наличие блока управления позволяет осуществлять эксплуатацию устройства при помощи панели, пульта или смартфона. В зависимости от комплектации, котел может обладать насосом, фильтрами и клапанами для обеспечения безопасности.

Все модели имеют максимальную мощность. Но устройство будет работать на том значении, которое устанавливается владельцем котла через панель управления. Это позволяет получить необходимую температуру в помещении, а также сократить затраты на энергию.

Электропитание электрического котла

Выше я упомянул, что для Энергонадзора может понадобиться проект монтажа котла. Это нужно для электробезопасности. Мощность и токи котла большие, отсюда повышенная опасность возгораний от неправильно выполненной электропроводки.

Для подключения электропитания котла нужна отдельная проводка, правильно называемая группа, имеющая заземление. В продаже есть котлы однофазные, они питаются от сети 220 Вольт, а трехфазные питаются от сети 380 Вольт. Трехфазные устройства обладают большей мощностью.

Чтобы рассчитать сечение жил питающего кабеля, воспользуемся практичной формулой электрика: на 5 кВт мощности, берем 1 кв. мм сечения медного провода в кабеле. То есть: Для котлов мощностью до 7,5 кВт, нужен медный кабель сечениями жил 2,5 мм. Для котлов от 7,5 до 20 кВт нужен кабель с жилами 4 мм. Для колов 20-30 кВт нужен кабель 6 мм.

Примечание! Сечение жил электрических кабелей не обозначается в мм, а обозначается в кв. миллиметрах. Маркировка кабеля ВВГнг 3×2,5, означает, что кабель в двойной виниловой изоляции с тремя жилами сечение каждой жилы 2,5 кв.мм.

Для более точного расчета сечения кабеля используем такую таблицу из ПУЭ,7 (правили устройства электроустановок изд.7). 

В некоторых котлах предусмотрена ступенчатая регулировка мощности. Это позволяет экономить электроэнергию, переключая котел с предельной мощности. Регулировка мощности котла осуществляется либо автоматически, либо в ручном режиме. Электрические котлы оснащены термометрами, манометрами, термостатами.

Принцип работы

Принцип работы электрических котлов крайне прост. Система нагревает теплоноситель, который передает тепло радиатору для нагрева самого помещения. Такое простое устройство позволяет показывать высокое значение КПД и моментально выдавать высокую мощность с самого начала работы. Это позволяет сократить время на нагрев помещения до минимума.

Для предотвращения аварийных ситуаций, вызванных перегревом, электрокотлы снабжаются электронными системами защиты. Предохранители сработают в момент отклонения от нормальных показателей, что приведет к отключению устройства. Поэтому электрические нагреватели считаются самыми безопасными. По сравнению с ними, газовые и твердотопливные агрегаты чаще взрываются и становятся причинами возгорания.

Пoчeмy cтoит выбpaть элeктpoкoтeл?

Чтoбы пoнять кaк выбpaть элeктpичecкий кoтeл для oтoплeния чacтнoгo дoмa paccмoтpим eщё нeкoтopыe пpeимyщecтвa. Пo этим пpичинaм cтoит ocтaнoвить выбop нa элeктpичecкoм кoтлe:

• пpи paбoтe тepяeтcя дocтaтoчнo мaлo энepгии, пoэтoмy пpибop paбoтaeт эффeктивнo;
• oтнocитeльнo нeвыcoкaя cтoимocть пo cpaвнeнию c aнaлoгaми;
• выcoкaя мoщнocть;
• paбoтaeт бeз лишнeгo шyмa;
• нe нyжнo дeлaть paзpeшeниe нa ycтaнoвкy или кoнтpoлиpoвaть paбoтy кoтлa.

Eгo иcпoльзoвaниe дoвoльнo бeзoпacнo.

Пpибop paбoтaeт aвтoмaтичecки. Нeт нeoбxoдимocти cлeдить зa eгo paбoтoй, кaк в cлyчae c пeчкoй.

Иcпoльзoвaниe yгля для oтoплeния диктyeт cвoи пpaвилa — eжeднeвнaя yбopкa, cбopкa дpoв для pacтoпки и т.д

Oднaкo ecть пpямaя зaвиcимocть мeждy paбoтoй кoтлa и элeктpoэнepгиeй. B cлyчae oтключeния элeктpичecтвa, пpибop нe бyдeт paбoтaть. A пocкoлькy pacxoд энepгии бoльшoй, pacтyт и кoммyнaльныe плaтeжи. Boзмoжнo пepeд ycтaнoвкoй элeктpoкoтлa пpидeтcя зaмeнить элeктpoпpoвoдкy.

Существующие виды

Все нагреватели преобразуют получаемое электричество в тепло. Отличия между видами заключаются в способе преобразования. Отопительные котлы на электричестве бывают трех видов:

• Электродные.
• Индукционные.
• Классические, использующие для нагрева ТЭНы.

Обратите внимание! Каждый из видов имеет свои нюансы и отличается в стоимости. Самыми дешевыми считаются электрокотлы с ТЭНами, а самыми дорогими — индукционные.

Электродные

Принцип отопления в электродных отопительных котлах строится на добавлении соли в воду. Если применять дистиллированную или обессоленную воду, то КПД сильно упадет из-за низкой проводимости.

Обратите внимание! Устройства делятся на однофазные и трехфазные, в зависимости от количества электродов.

Стандартный котел включает в себя резервуар (металлическую трубу), которая покрыта слоем изоляции. Внутри трубы находится стальной электрод, подключенный к фазному проводу электросети. Вторым электродом выступает корпус, к которому подключается нулевой провод. Когда подключается питание, то вода между корпусом и электродом начинает нагреваться.

Индукционные

Является самым экономически выгодным устройством для отопления. В котле применяется новый метод нагрева воды, который строится на принципе электромагнитной индукции. Металлический сердечник, находящийся в катушке, на который подается ток, нагревается, тем самым передавая тепло воде.

Обратите внимание! Средний КПД индукционных обогревателей составляет 99%.

Индукционный нагреватель отличается продолжительным сроком службы и минимальным объемом работ по обслуживанию. Устройство позволяет применять обессоленную воду, которая в процессе эксплуатации не будет оставлять накипи. Из минусов выделяют стоимость и необходимость выполнения отдельной схемы автоматики и обвязки.

С ТЭНами

ТЭН — тепловой электрический нагреватель. Он представляет собой трубку из металла, которая наполнена изоляционным материалом. Внутри проходит спираль из материала с высокой проводимостью (нихром или вольфрам), соединенная с проводами через металлические контакты. Чаще всего ТЭН выглядят как буква «U». Современные ТЭНы представляют собой стержень, в котором имеется только один контакт, а вторым выступает корпус из нержавеющей стали.

Котел устроен следующим образом: в бак теплоносителя помещены несколько ТЭНов, которые нагревают воду внутри рабочей емкости. Количество нагревателей напрямую влияет на расчетную мощность. Расположение бака не влияет на принцип или качество отопительных функций. Единственным условием для работы устройства на полную мощность является покрытие водой нагревательных элементов.

Обратите внимание! Современные модели имеют датчики и блоки управления, которые будут показывать температуру воды и давление в баке. Более дорогие модели будут снабжены циркуляционных насосом. Все детали устройства скрыты под металлических коробом.

Преимущественные показатели электродных отопительных приборов

Эксплуатация автономного источника тепла позволяет управлять не только микроклиматом и терморегуляцией в доме, но и расходами на тепло. При этом электродные котлы имеют ряд очевидных преимуществ по сравнению с ТЭН- и индукционными аппаратами.

Вся вода, которая поступает в котел электрический электродный, нагревается практически мгновенно и в полном объеме. Ввиду отсутствия неуправляемой инерции нагрева теплоносителя в конструкции достигается очень высокий уровень КПД – до 98%.

Постоянный контакт электродов с жидким теплоносителем не приводит к образованию слоя накипи. И, соответственно, быстрому выходу из строя нагревателя. Это происходит благодаря тому, что в конструкции прибора происходит постоянная смена полярности – поочередное движение ионов в разных направлениях со скоростью 50 раз в секунду.

Принцип электродного нагрева жидкости позволяет сократить объем теплогенератора в несколько раз по сравнению с ТЭНовыми приборами аналогичной мощности. Небольшие размеры и малый вес оборудования – очень выгодные черты, которыми отмечены котлы электродные. Отзывы опытных пользователей подтверждают удобство пользования бытовыми приборами, простоту монтажа и возможность их расположения в любых помещениях.

Наличие на внешней панели аппаратов блока цифровой настройки позволяет разумно регулировать интенсивность работы котла. Функционирование в заданном режиме помогает сэкономить до 40% электрической энергии в доме.

В случае разгерметизации системы или утечки воды можно не опасаться поражения электричеством. Без теплоносителя движения тока не будет, поэтому котел просто прекращает работу.

Отсутствие звуковых колебаний обеспечивает тихую работу.

Принцип действия электродного котла подразумевает полное отсутствие продуктов сгорания или других видов отходов. Не требуется также и запаса топливных ресурсов.

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).

Как рассчитать мощность

Расчет необходимой мощности для отопления помещения может проводиться двумя способами. Первый — по площади. Для этого используется формула P=S*k*100, где:

P — мощность котла;

S — площадь помещения;

k — установленный коэффициент потери тепла (если зимой минимальная температура −10, он равен 0,7, а если −35 — 1,2).

При помощи этой формулы можно определить мощность котла для дома площадью 95 кв.м., расположенного в регионе, где температура не опускается ниже −10 градусов.

P=95*0,7*100=6 650 Вольта или 6,65 кВт.

Минусом такого способа определения необходимой мощности является отсутствие учета факторов, которые увеличивают воздействие температуры окружающей среды на ситуацию в помещении (состояние окон, материал, из которого изготовлены стены, высоту помещений и так далее).

Второй способ — по объему. Для этого применяется формула P=V*k*dt/860, где:

P — мощность;

V — объем дома;

k — коэффициент потери тепла;

dt — разница между температурой в помещении и за окном в самый холодный период.

Коэффициент потери тепла составит 0,6-0,9 (кирпичные дома с двойной теплоизоляцией и стеклопакетами); 1-1,9 (двойная кирпичная кладка, обычные окна); 2-2,9 (имеется небольшая теплоизоляция); 3-4 (деревянные дома).

Так, расчеты для того же дома объемом (95 кв.м.*3 м.) 285 куб.м. с желаемой температурой в помещении +22 градуса, но по этой формуле, дадут следующее значение:

P=285*0,9*32/860=8 208 Вт или 8,21 кВт.

Полученная мощность составила на 1,56 кВт больше при использовании второй формулы.

Чтобы максимально точно определить мощность котла, необходимо узнать, сколько тепла уходит через стены, пол и потолок дома, в зависимости от температуры на улице. В качестве ориентировочной температуры берется самое низкое значение за год, а необходимая температура для помещения определяется в зависимости от его предназначения. Для этого в учет берется площадь стен, окон, дверей. Потеря тепла рассчитывается по формуле:

Q=F*k*(tв—tс), где:

Q — потеря тепла в ваттах;

F — площадь поверхности (стены, пола или крыши);

k — коэффициент теплопередачи материала;

tв — температура в помещении;

tс — температура снаружи.

Важно! Параметр «k» для каждого материала определяется индивидуально. Если перекрытия состоят из нескольких материалов, то сопротивление теплопередачи определяется для каждого из них.

Так теплопотеря для одной стены кирпичного дома с теплоизоляцией и стеклопакетами составит:

Q=22*0,7*32=492,8 Вт.

После расчета потери теплоэнергии необходимо определиться с типом устанавливаемого электрического котла. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Так, электродное устройство может вызвать перепад напряжения в сети.

Критерии выбора

При выборе котла нужно опираться на площадь помещения, которое необходимо отапливать. Это влияет на мощность, которая потребуется от агрегата. Соотношение мощности на площадь помещения должно составлять 1 кВт на 10 квадратных метров. Такие расчеты корректны для помещений с высотой потолка менее 3 метров.

Обратите внимание! Достаточной мощностью для обогрева квартир обладают агрегаты в диапазоне от 6 до 15 кВт. Если отапливать требуется коттедж, то мощность повышается до 20 — 30 кВт.

Классификация оборудования и принцип работы

Электрокотел преобразует электрическую энергию в тепловую и в зависимости от особенностей конструкции может быть:

• ТЭНовым;
• электродным;
• индукционным.

Независимо от вида современные модели снабжены термостатом, с помощью которого можно корректировать мощность устройства и степень нагрева теплоносителя.

Обычно есть и возможность получать сведения с внешнего датчика, чтобы контролировать температуру воздушной массы в конкретном помещении.

Устройство с нагревательным ТЭНом

Внутри емкости, предназначенной для воды, устанавливают нагревательные элементы – ТЭНы. Они могут быть выполнены в виде трубок или пластин. Чтобы регулировать степень нагрева, нагреватели включаются поочередно.

Вода поступает в бак, нагревается, затем передается на контур. По мере ее остывания или нагрева отдельные ТЭНы включаются или выключаются. Движением теплоносителя управляет встроенный циркуляционный насос.

В зависимости от размеров и типа ТЭНовые электрокотлы бывают настенными или напольными. Нужно подобрать такое место установки прибора, чтобы его было удобно обслуживать

Можно выбрать двухконтурные модели таких котлов, они подогревают воду не только для отопления, но и для водопровода. ТЭНовые устройства популярны за счет простой конструкции и относительно невысокой цены. При правильной эксплуатации они ломаются крайне редко.

Помимо воды в качестве теплоносителя применяются различные по концентрации антифризы или масляные составы. Но размеры у таких устройств обычно достаточно большие, что ограничивает возможности при выборе места для их установки. Со временем на ТЭНах оседает налет, периодически нагревательные элементы нужно заменять.

Электродный котел для отопления

Для нагрева здесь используется разница потенциалов на двух электродах и естественное сопротивление воды, возникающее благодаря растворенным в ней солям. Это компактные устройства, которые могут быстро нагревать небольшие объемы воды.

Электродные котлы очень компактные, их просто установить, но работают такие приборы только с водой, имеющей определенное удельное сопротивление

Встроенный циркуляционный насос здесь не нужен. Это простой прибор, который почти никогда не ломается. А если такое и случится, его не сложно отремонтировать. Цену на устройства этого типа можно назвать демократичной.

Но масло и антифриз для такого котла не подойдут, в качестве теплоносителя приемлема только вода, но не дистиллированная. Со временем электроды изнашиваются, растворяются в воде. Их нужно периодически заменять новыми элементами.

Прибор с индукционным нагревом

В таких котлах нагревательный элемент выполнен из диэлектрического корпуса с навитой на него катушкой и сердечником. Ток в катушке вызывает разницу потенциалов в сердечнике, который достаточно быстро нагревается. Тепловая энергия передается теплоносителю.

Котлы с индукционным принципом действия устойчивы к износу, они обладают высоким КПД и служат исключительно долго. Конструкция настолько простая, что ее можно изготовить из подручных средств

Это котел с высоким КПД и длительным ресурсом эксплуатации. Промышленные модели довольно дорогие, но при желании можно изготовить самодельный индукционный аналог. Подходит любой жидкий теплоноситель, а случаи поломок крайне редки.

Электрокотлы с ТЭНами

Тепловой электрический нагреватель (ТЭН) представляет собой металлическую трубку, заполненную кварцевым песком или другим керамическим изоляционным материалом. Внутри проходит спираль из вольфрама либо нихрома, концы которой приварены к металлическим контактам для подключения проводов. Классический ТЭН выполнен в форме латинской U, провода присоединяются к двум контактам на концах устройства. Более современные изделия производятся в виде стержня с одним контактом, материал трубки – нержавеющая сталь. Вторым контактом служит корпус самого ТЭНа.

ТЭН для электрического котла

Рабочая часть котла представляет собой бак для теплоносителя, в который погружены несколько ТЭНов, их количество зависит от расчетной мощности установки. Бак может располагаться в горизонтальном или вертикальном положении, принцип работы электрического котла отопления от этого не меняется. Главное, чтобы ТЭНы были полностью покрыты водой, иначе они быстро перегреются и выйдут из строя. Как правило, современные котлы укомплектованы блоком управления, следящим за температурой и давлением воды в баке с помощью датчиков. Дополнительно установка может быть оснащена собственным циркуляционным насосом. Все это оборудование находится в металлическом ящике, имеющем привлекательный эстетический вид.

Устройство электрического котла отопления

При запуске и прогреве системы контроллер включает все ТЭНы одновременно, потребление энергии в это время самое высокое. При достижении температуры, выставленной термостатом или на дисплее, нагрев прекращается и дальше температура воды может поддерживаться включением одного или двух ТЭНов. Чтобы продлить их ресурс, в системе отопления лучше использовать обессоленную или дистиллированную воду. Тогда на рабочей поверхности трубок будет меньше отложений.

Бытовой электрический отопительный котел для дома с ТЭНами имеет такие недостатки:

1. Длительный нагрев воды обусловлен тем, что тепло от спирали поступает не напрямую к воде, а через материал изоляции и стенки трубок.
2. Слой солевых отложений на трубках еще больше замедляет процесс нагрева. Отложения рекомендуется удалять не реже 1 раза в год, если конструкция котла позволяет это сделать.
3. Раскаленная вольфрамовая проволока достаточно быстро уменьшается в диаметре и перегорает. Долговечность работы таких котлов невелика (до 10 лет).
4. Самые дешевые модели агрегатов представляют собой бак, покрытый теплоизоляцией и имеющий минимум автоматики. Его придется доукомплектовать самостоятельно.
5. Среди всех электрических котлов данный вид имеет наибольшие габариты.

Достоинства отопительного агрегата заключаются в доступной стоимости и высокой ремонтопригодности. По этой причине его часто используют как электрический котел для отопления дачи. Если в конструкции применены нагреватели стержневого типа, то они прослужат дольше обычных, а заменить сгоревший ТЭН не представляет большой сложности.

Как сделать самостоятельно

Чтобы изготовить электрокотел для отопления своими руками, необходимо следовать инструкции:

1. Подготовка патрубков из стали для подключения к отоплению.
2. Создание емкости под бак из металла. Из заготовки создается полноценный бак, создаются отверстия для патрубков, которые привариваются на свои места. Запаиваются все отверстия, после чего места соединений шлифуются.
3. Создается пространство под ТЭН. В днище делаются отверстия для концов ТЭНа.
   К верхней части бака привариваются патрубки, куда помещается еще один нагревательный элемент.
4. Проверка на герметичность и подключение к системе отопления при помощи патрубков.

Обратите внимание! Подключение самодельного котла к электросети рекомендуется выполнять только при помощи профессионального электрика. Останется только провести тесты, при которых вода должна иметь температуру от 70 градусов.

Варианты подключения к отопительной системе

Электрокотлы используют в системах с жидким теплоносителем, который циркулирует по трубам.

Это могут быть традиционные радиаторные варианты:

• с естественным движением теплоносителя;
• с принудительной циркуляцией;
• комбинированные варианты.

Кроме того, бойлеры успешно применяют в системах водяного напольного обогрева. Подойдут они и там, где сочетают радиаторы как основной источник обогрева и ТП в качестве дополнения к нему. При устройстве отопления на базе электрического котла следует подобрать подходящую схему.

Система естественного типа

Такая система работает на использовании способности воды расширяться при нагреве. Горячий теплоноситель стремится вверх, вытесняя остывшую воду из контура. Она возвращается в теплообменник, нагревается, замещает остывшую жидкость и т.д. Электрокотел в этом случае ставят в нижней части контура.

Чтобы гравитационная система отопления работала правильно, важно подобрать достаточно широкие трубы и проложить их с правильным уклоном (+)

Реализация системы с естественной циркуляцией воды по контуру требует грамотного расчета и правильного монтажа.

Понадобится значительное количество труб определенного диаметра, которые должны быть уложены с нужным уклоном. Могут возникнуть проблемы, если понадобится отрегулировать мощность прибора и изменить уровень нагрева теплоносителя.

Контур с принудительной циркуляцией

Здесь движение горячей воды по трубам обеспечивает насос, подключенный к системе. Помимо него понадобится также мембранный расширительный бак и оборудование, обеспечивающее его функционирование: манометр, запорные краны и т.п.

Электрокотел ставят внизу, затем к системе подключают расширительный бак, после чего монтируют циркуляционный насос.

Для обеспечения принудительной циркуляции теплоносителя по системе понадобится циркуляционный насос, мембранный расширительный бак, а также другие элементы (+)

Контур этого типа менее чувствителен к характеристикам труб и радиаторов, что предоставляет широкие возможности для выбора подходящих комплектующих. Именно в таких системах можно использовать антифриз. Расширяются и возможности для регулирования температуры воды в контуре.

Комбинированный вариант системы

Такой контур выполняют изначально на основании тех же принципов, что и систему с естественным движением потока теплоносителя. Поэтому котел ставят в нижней точке, чтобы обеспечить свободное перемещение теплой воды.

Но систему дополняют расширительным бачком и циркуляционным насосом, чтобы присутствовала возможность принудительного перемещения теплоносителя. Это делают для того, чтобы можно было свободно выбирать режим функционирования отопительной системы.

Комбинированный вариант сочетает преимущества обоих описанных выше систем. Для работы циркуляционного насоса, с которым качество отопления обычно значительно выше, необходима электроэнергия.

Если ее поступление по какой-то причине прерывается, движение теплоносителя в принудительной системе прекратится, а вот в комбинированной – нет.

Чтобы электрокотел правильно функционировал, необходимо выполнить его обвязку в соответствии со схемой. Начинающим мастерам лучше доверить этот этап профессионалам (+)

Вода продолжит двигаться по контуру естественным образом. Для обогрева в этом случае можно использовать альтернативный источник электроэнергии или другой вид топлива. Существуют варианты, позволяющие переключать систему с электрического на твердотопливный или газовый котел.

Водяной теплый пол

Этот тип автономного отопления, популярность которого стабильно растет. Он считается более экономичным в эксплуатации, чем радиаторные системы. Отопительный контур из узкой пластиковой трубы укладывают в стяжку под напольное покрытие.

Теплоноситель можно разогревать только до 26-28°С, чтобы обеспечить дом достаточным количеством тепла. Максимально допустимая температура составляет около 50°С, но такой сильный нагрев обычно не нужен. Для водяного теплого пола хорошо подходят котлы с ТЭНом, которые позволяют широко варьировать температуру воды.

Гидравлическая гребенка – необходимый и важный узел для водяного теплого пола. Ее можно собрать самостоятельно, хотя в продаже имеются готовые коллекторы с различными характеристиками (+)

Если предполагается с помощью этого же нагревателя обеспечивать водопровод горячей водой, придется брать модель с ТЭНом. В обвязку обязательно включают бойлер косвенного нагрева, чтобы вода в контуре ГВС была теплее, чем для отопления примерно на 15°С.

В электродных устройствах нагрев составляет обычно 60°С или больше. Их можно использовать для ТП, но понадобится дополнительный монтаж узла подмеса, чтобы остудить теплоноситель до приемлемого уровня.

Гидравлическая гребенка, содержащая такой узел, в любом случае понадобится для правильной установки отопления этого типа. Контроль нагрева выполняется с помощью термодатчика, определяющего текущую температуру теплоносителя.

Существуют модули автоматического управления, позволяющие дополнительно учитывать нагрев воздуха в комнате.

С помощью электрокотла можно организовать систему отопления, которая включает и контур с радиаторами, и трубы теплого пола

Чтобы теплый пол успешно функционировал, нужен еще ряд важных элементов. Например, труба для каждого отдельного контура должна быть цельной, никакие соединения не допускаются. Нужно тщательно рассчитать длину такой конструкции, учитывая схему укладки контура ТП.

Для этого можно использовать специальные формулы, чтобы выполнить расчеты вручную. Удобно применять калькуляторы, имеющиеся на профильных сайтах. После введения информации о площади, схеме и других характеристиках ТП программа выдаст необходимые сведения.

Обычно расчетную длину трубы немного увеличивают, чтобы иметь небольшой запас. Если она кажется слишком короткой, придется просто покупать новую. Для теплого пола нужна система фильтрации, чтобы теплоноситель был достаточно чистым.

Как выполнить монтаж электрокотла

Принцип работы современных электрокотлов во многом определяется способом и качеством монтажа водогрейного оборудования. Чтобы результат оправдал ожидания, при монтаже все работы следует выполнять в строгом соответствии с представленной технологической картой:

• После покупки котла необходимо выбрать место для его монтажа в зависимости от типа агрегата.
• Первым делом устройство устанавливается на стену или на пол в статическое положение. Как правило, любой котёл не отличается мобильностью, и после обвязки двигать его уже нельзя.
• После установки необходимо подвести к подводящему патрубку обратную магистраль, а к отводящему – подачу. Каждый патрубок снабжается резьбовым соединением.
• Перед монтажом магистрали необходимо врезать в систему запорно-регулирующие краны для возможности профилактического или экстренного демонтажа прибора.

Запорно-регулирующая арматураИсточник https://eurosantehnik.ru/wp-content/uploads/2020/04/ustanovka-electrokotla.jpeg

• На обратной магистрали также потребуется сливной клапан для опорожнения содержимого агрегата при проведении ремонтных работ.
• В местах установки фитингов следует закрепить сетчатые фильтрующие прокладки для задержки твёрдых частиц. Это продлит срок службы прибора и снизит риск образования накипи.
• На подающей магистрали, при условии подпитки системы от воды их скважины, следует смонтировать станцию водоподготовки – обратный осмос.
• После обвязки при отсутствии в комплектации котла циркуляционного насоса и расширительного бачка, данные элементы последовательно интегрируются систему в соответствии с требованиями рабочего проекта и сборочной схемой.
• В расширительный бачок нагнетается воздух для создания напряжения на мембране. Оптимальный показатель давления для частного жилого дома составляет 1,6–1,8 атм.
• К котлу подводится выделенная силовая линия. Кабельная жила должна иметь нужное сечение для беспрепятственного пропуска тока с характеристиками, заданными производителем. Для электрокотла в щитке должен быть смонтирован отдельный автомат УЗО.

• При мощности котельного оборудования свыше 9 кВт необходимо обеспечить трёхфазную силовую линию с заземляющим проводом. При монтаже следует обязательно проверить сопротивление на петле фаза-ноль, а также определить порог и время срабатывания автомата при КЗ.
• На завершающей стадии к котлу подключается терморегулятор и реле, посылающее сигнал на панель управления для размыкания контактов.
• В отдельных случаях к котлу монтируется GPS модуль для обеспечения дистанционной диспетчеризации агрегата.

После монтажа производится пуско-наладка и запуск котла в тестовом режиме. Достигнутые параметры сравниваются с техническими характеристиками водогрейной установки. Если показатели сильно рознятся, необходимо повести балансировку системы. Если самостоятельная настройка не позволяет добиться ожидаемого результата, лучшим решением будет вызов специалиста из сервисного центра. При разбалансированной системе эффективность работы агрегата падает в несколько раз.

В видео продемонстрирован процесс самостоятельного монтажа электрокотла

[spoiler title=”Источники”]

• https://www.tproekt.com/elektriceskij-kotel/
• https://obotoplenii.ru/elektricheskie-kotly/obogrev-doma-elektricheskim-kotlom
• https://J.Etagi.com/ps/ehlektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma/
• https://mr-build.ru/newteplo/princip-raboty-elektrokotla.html
• https://kaksantehnik.ru/tehnika/kotly-otopleniya/vidy-elektrokotlov.html
• https://indclimat.ru/kak-rabotayut-tenovye-induktsiktsionnye-i-elektrodnye-elektrokotly/
• http://teplosten24.ru/printsip-raboty-elektricheskogo-kotla-otopleniya.html
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/otoplenie-ot-elektrokotla.html
• https://www.AkvaHit.ru/articles/printsip-raboty-elektrokotla-ot-chego-zavisit/