Принцип работы электрокотла: критерии выбора

Критерии выбора электрического котла для частного дома

При подборе отопительной установки необходимо учитывать несколько факторов:

1. Мощность зависит от площади обогреваемого помещения.
2. 1-контурные модели предназначены только для теплоснабжения дома или дачи, а 2 линии способны обеспечить потребителя горячей водой.
3. Принцип работы. Распространение получили электродные, индукционные и модели с ТЭНами.
4. Наличие дополнительных функциональных возможностей, позволяющих упростить управление котлом.
5. По типу монтажа могут быть напольные или настенные.
6. Производитель оборудования. На рынке представлены аппараты российских, итальянских, немецких, словацких компаний.

Следует учитывать схему подключения к электросети — котлы могут быть 2- или 3-фазными.

Разновидности электронагревателей

В быту нашли применение три типа устройств:

1. ТЭНовый. Жидкость нагревается в трубчатом теплообменнике. Агрегаты отличаются невысокой ценой и простотой в обслуживании. Чувствительны к образованию накипи на стенках нагревательного элемента.
2. Электродный. Нагрев осуществляется за счет ионизации теплоносителя под воздействием тока.
3. Индукционный. Устройства используют эффект электромагнитной индукции для повышения температуры жидкости. Особенность установки — высокая стоимость и низкое энергопотребление.

Для организации теплоснабжения частного дома или дачи подойдет любой тип отопительного прибора.

Чтo нyжнo знaть o мoщнocти элeктpoкoтлa?

Чтoбы oпpeдeлить нyжнyю мoщнocть, нyжнo пpocлeдить зa тeм, кaк coxpaняeтcя тeплo в дoмe. Для этoгo измepим тeмпepaтypy pядoм c пoлoм и пoтoлкoм вo вcex кoмнaтax. Лyчшe cдeлaть этo зимoй, пpeдвapитeльнo зaкpыв двepи.

Paзницa мeждy тeмпepaтypoй y пoлa и y пoтoлкa дoлжнa быть нe бoлee, чeм 4°C. B пpoтивнoм cлyчae дoм нyждaeтcя в yтeплeнии. Ecли pacxoждeниe нaxoдитcя мeждy этими пoкaзaтeлями, тo paccчитaть мoщнocть бyдeт лeгкo.

Нa 10 кв.м. нeoбxoдим 1 кBт энepгии. Нo нyжнo пoмнить, чтo нa ceвepe Poccии зимoй бывaeт oчeнь xoлoднo. Пoэтoмy пpибaвьтe eщё 10% к мoщнocти. A ecли вaм нyжнa гopячaя вoдa, кoгдa в дoмe тoпитcя, тo пpибaвляeм eщё 10-20%. Кaкoй элeктpoкoтeл выбpaть для дoмa 60 кв? Eгo мoщнocть дoлжнa быть oт 72,6 дo 79,2%.

Peкoмeндyeмaя мoщнocть элeктpичecкoгo кoтлa нa 1 кв. м. в зaвиcимocти oт типa пoмeщeния

Bыбиpaть элeктpичecкий кoтeл нeoбxoдимo пoд вaши пoтpeбнocти. Ecли дoм бoльшoй и нyжнo oтaпливaть вce кoмнaты и нaгpeть вoдy, тo лyчшe вceгo ocтaнoвить выбop нa индyкциoннoм пpибope выcoкoй мoщнocти. Для мaлeнькoгo дoмa мoжнo ocтaнoвить выбop нa TЭН или элeктpoднoм aгpeгaтe.

B нaшeй cтpaнe инoгдa cлyчaютcя cбoи в пoдaчe элeктpoэнepгии. Taкиe cитyaции мoжнo peшить нecкoлькими cпocoбaми:

1. Кyпить бeнзинoвый элeктpoгeнepaтop;
2. Уcтaнoвить coлнeчныe бaтapeи;
3. Уcтaнoвить тoпливный бaк для oтoплeния дoмa.

Элeктpичecкиe кoтлы для дoмa мaлo oтличaютcя пo xapaктepиcтикaм. Иx КПД пopядкa 97-98%. Ocoбeннo кoгдa oни тoлькo нaчинaют paбoтaть.

Paциoнaльнo выбиpaть пo зaтpaтaм в нaчaлe и нa ближaйшиe 5-10 лeт. Для TЭНoв кoличecтвo лeт мoжeт быть нижe, тaк кaк кoтeл из-зa нaкипи мoжeт пoтpeбoвaть кaпитaльнoгo peмoнтa.

B cлyчae c элeктpoдными и индyкциoнными aгpeгaтaми cpoк мoжeт быть бoльшe. Для элeктpoдныx нyжнo бyдeт зaмeнить элeктpoды, пocкoлькy c тeчeниeм вpeмeни oни нaчинaют pacтвopятьcя. A в cлyчae c индyкциoнными пoлoмки пoлyчитcя избeжaть. Нo вoзмoжнo пoтpeбyeтcя зaмeнa кoмплeктyющиx aвтoмaтики. Иx cтoимocть oкyпaeтcя дoвoльнo быcтpo, xoтя цeны нa ниx мoгyт oтличaтьcя.

Котлы электродного типа

Каждый человек хоть раз в жизни видел самодельный кипятильник, сделанный из двух лезвий. Принцип действия основан на проводимости обыкновенной воды благодаря присутствию в ней солей разных металлов. Такой же способ нагрева теплоносителя используется в электродных установках. Из-за этого в системах отопления, нагреваемых такими котлами, нельзя использовать дистиллированную или обессоленную воду, она обладает низкой проводимостью.

Установка состоит из резервуара в виде металлической трубы, покрытой изоляционным слоем. Внутри находится стальной электрод, к которому присоединяется фазный провод электросети. Нулевой провод подключается к корпусу, он служит вторым электродом. При включении вода между корпусом и главным электродом интенсивно нагревается. Такое устройство электрического котла отопления обусловливает его малые размеры.

Существуют и трехфазные электрические котлы для дома, в их корпус вводится не один электрод, а три. Вода поступает внутрь через боковой патрубок, а выходит через верхний. Скорость нагрева зависит от химического состава воды, по этой причине многие производители в инструкции по эксплуатации изделия указывают необходимые параметры теплоносителя. Некоторые из них даже дают рекомендации по насыщению теплоносителя солевыми растворами, если их концентрация в исходной воде низкая. Чтобы определить эту концентрацию, потребуется сделать химический анализ воды.

Если с помощью одного котла не удается достигнуть требуемой температуры теплоносителя, то ставится второй и третий, включая их последовательно один за другим. В любом случае придется приобрести комплект автоматики для контроля и поддержания температуры. Здесь и кроется главный недостаток: мощностью котельной установки управлять невозможно, она все время работает на максимуме. Температура воды регулируется включением / выключением котла, а эту операцию по команде блока управления выполняют электротехнические устройства.

Когда отапливаемая площадь небольшая и применяются электрические котлы малой мощности, их коммутируют бесшумные тиристорные пускатели. В случае если мощность большая, устройство включается и выключается магнитным пускателем, он при срабатывании издает громкий щелчок, поэтому в помещении топочной нужно будет сделать звукоизоляцию. Кроме этого недостатка существуют и другие:

1. Влияние химического состава воды на эффективность работы. Со временем теплоноситель в системе теряет проводимость, так как соли в горячей воде постепенно выпадают в виде осадка, который задерживается фильтром.
2. Более сложная обвязка по сравнению с предыдущим котлом на ТЭНах и необходимость подбора и закупки комплекта автоматики.
3. На электродах образуется накипь, которую нужно удалять.

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.

Конструкция индукционного котла отопления

Посмотрим конструкцию индукционного котла отопления на примере индукционного котла SAV.

Это односекционный индукционный котел, цилиндрического вида идущий в комплекте со шкафом управления. Рекомендовано дополнять систему: циркуляционным насосом, группой безопасности, расширительным баком, датчиком потока и сетчатым фильтром, а также терморегулятором и тепловым реле от перегрузок. Может комплектоваться программатором с управлением по GSM.

На фото видим, как просто устроен индукционный котел.

Для завершения первого знакомства смотрим схему его однофазного подключения, визуальную и принципиальную.

Индукционные котлы могут состоять из нескольких секций нагревателей. Пример, вихревой котел «Вихрь». Конструкция индукционного котла состоит из трех секций индукционного нагревателя, каждый из которых состоит из:

• индукционной катушки;
• теплообменного металлического корпуса;
• с входным и выходным патрубками;
• клеммная группа в защитной металлической коробке.

В комплект котла входит блок управления в виде электрического шкафа с автоматами защиты. Для защиты котла от сухого хода между циркуляционным насосом и входным патрубком котла, ставят реле потока.    

Преимущества и недостатки оборудования

Использование электрокотлов для обогрева помещений имеет следующие достоинства:

• высокая эффективность, которая сочетается с небольшими размерами — КПД установок индукционного типа достигает 99%;
• электрические теплогенераторы являются альтернативным вариантом при отсутствии подводки газа к дому;
• хорошая ремонтопригодность;
• бесшумная работа;
• отсутствие открытого пламени;
• безопасность;
• не требуется наличие вытяжки в помещении;
• отсутствие выбросов в атмосферу;
• длительный срок службы приборов.

Имеется и ряд существенных недостатков:

• создается большая нагрузка на электрическую сеть, что предъявляет высокие требования к качеству проводки в доме;
• при отключении электроснабжения помещение остается без обогрева;
• необходимость осуществлять предварительную подготовку теплоносителя;
• затраты на оплату электроэнергии выше, чем на природный или сжиженный газ.

Также характерны недочеты для каждого типа отопительного прибора. Для ТЭНовых установок это:

• образование накипи на нагревательных элементах, что приводит к падению эффективности;
• большие размеры установки;
• включение котла сопряжено со скачками в электросети, вызванного высокими пусковыми токами;
• модели начального уровня оснащаются минимумом автоматики, поэтому часто требуется ручная настройка параметров;
• вольфрамовая нить имеет ограниченный срок службы и может перегореть, поэтому периодически ТЭНы приходится менять.

В индукционных агрегатах имеются недостатки:

• высокая стоимость установки;
• требовательность к качеству теплоносителя;
• сложность монтажа.

Несовершенство электродных приборов заключается в следующем:

• требовательность к химическому составу жидкости;
• обильное образование накипи;
• электроды со временем частично растворяются и требуют замены;
• сложная схема подключения и монтажа аппарата;
• котел всегда работает на максимальной мощности и требует наличия автоматической системы включения и выключения.

Схема

В общем случае электрокотел подключается через пусковое реле, которое приводится в действие схемой терморегулятора. Ее, собственно, и называют автоматикой. Такие блоки выпускаются сегодня отдельно и их без труда можно найти в продаже.

Необходимо приобретать самый недорогой вариант, учитывающий только температуру теплоносителя, ведь наш электрокотел будет только подстраховывать основной теплогенератор на случай сбоя, не давая системе замерзнуть.

Нагреватели мощностью до 7 кВт можно подключать по однофазной схеме. Более мощные лучше делать или приобретать в трехфазном исполнении (в Энергосбыте нужно будет оформить подключение 3-фазного учета).

От вводно-распределительного устройства к электрокотлу должен быть проложен отдельный кабель с обязательным подключением через автоматический выключатель и УЗО.

Как правильно подключить электрокотел к системе отопления

Коротко о том, как правильно установить электрокотел отопления в частном доме. Для начала выполнения монтажных работ перечислим основные правила безопасности, которые должны соблюдаться:

1. Во время подключения оборудования электроэнергия должна быть выключена.
2. Между котлом и ближайшими конструктивными элементами дома должно быть выдержаны следующие расстояния: до стены – не менее 5 см, до потолка – не менее 80 см, до пола не менее 50 см, до ближайшей трубы – не менее 50 см.
3. Доступ к передней панели для обслуживания должен быть свободным.
4. Сеть для подключения должна быть трехфазной (380 В), чтобы избежать самовозгорания и замыкания проводки.
5. Соединения проводов должны быть защищенными от воды и герметичными. Кабель лучше защитить гофрой или кабель-каналом из самозатухающего материала.

Шаг 1 — установка электрокотла

Напольный котел устанавливается на специальную подставку, которая продается в комплекте с агрегатом. Настенный крепится к стене анкерами с дюбелями. Расположение котла по вертикали и горизонтали должно быть точным — перекосы могут привести к выходу из строя или преждевременному износу оборудования.

Шаг 2 — подключение котла к электросети

1. Электрический котел обычно имеет большую мощность, поэтому подключать его нужно не от розетки, а от электросети. От распределительной коробки в комнате нужно проложить отдельную линию к месту установки котла. Кабель лучше скрыть для защиты от случайных повреждений.
2. Сечение кабеля нужно подобрать так, чтобы он надежно выдержал высокие нагрузки.Электрокотлы до 7 кВт можно подключать к однофазной сети, которая, как правило, сохранилась в старых советских квартирах. Для малых котлов до 3,5 кВт отдельная линия не нужна, их можно подключать прямо к розетке.

Шаг 3 — установка защиты

1. Защитное отключение (УЗО) и автоматический выключатель нужно установить на главный щит после подвода подключения проводов к электрокотлу. Назначение УЗО и автоматических выключателей – защита от короткого замыкания и перегрузки проводки.
2. Стабилизатор напряжения понадобится для того, чтобы исключить выход их строя котла в случае колебаний напряжения. Категорически запрещается пользоваться оборудованием без заземления. Провод заземление должен идти от шины к корпусу котла.

Шаг 4 — пуск котла

После того, как проводка соединена, нужно убедиться, что не осталось оголенных контактов. Все краны, муфты, стыки и т.д. должны быть осмотрены и проверены. Сначала открываются вентили и задвижки, а затем включается электропитание котла. Датчики температуры и давления должны работать согласно инструкции. При явных отклонениях от нормы следует отключить котел и вызвать лицензированного специалиста.

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.

Устройство электрокотла

Агрегат представляет собой корпус, внутри которого размещены главные узлы прибора:

• блок нагрева котловой жидкости: ТЭН, электроды или индукционная катушка;
• емкость, к которой подведены прямой и обратный трубопровод воды;
• циркуляционный насос, обеспечивающий ток теплоносителя в системе;
• блок управления и автоматики, предназначенный для контроля за работой прибора.

Установки оснащаются системами безопасности. Их назначение — обеспечить выключение прибора при возникновении нештатных ситуаций.

2-контурные агрегаты способны не только отапливать, но и обеспечивать помещение горячей водой. Такие установки сложнее в эксплуатации и потребляют больше энергии. Контуры работают независимо друг от друга, что важно в летнее время, когда отопление помещения не требуется

Разновидности котлов: принцип действия, модели, мощность

Все электрические котлы для отопления частного дома по способу нагрева делятся на три группы:

1. с помощью ТЭНов (отличаются высокой надежностью, нагревательный элемент имеет вид трубки с металлическими стенками);
2. электродные (теплоноситель нагревается за счет сопротивления жидкой среды при прохождении электрического тока от одного электрода к другому);
3. индукционные (нагрев происходит при помощи катушек индуктивности, отличаются высокой энергосберегающей способностью).

Эффективность работы электрических котлов

По мощности различают однофазные и трехфазные отопительные агрегаты, первые достигают значения до 12 кВт, вторые — более 12 кВт. Подбор мощности рекомендуется выполнять специалистам, при расчетах следует учитывать большое количество деталей.

Метод выбора с привязкой только к площади помещения является неверным, следует принимать во внимание толщину стен, количество дверных и оконных проемов, наличие вентиляции, ориентацию здания относительно сторон света, наличие чердачного пространства, эффективность стеновой теплоизоляции.

При расчете берут за основу показатель 40 Вт на 1 м2 площади, но он может меняться в зависимости от потерь тепла всем зданием. На каждое окно принято добавлять 100 Вт, на дверь — 200 Вт. Рекомендуется полученный показатель мощности увеличить на 50% с учетом снижения эффективности теплоизоляции, увеличения общей площади путем пристроек.

Расчет отопления дома электрическим котлом

При установке двухконтурного электрокотла эту цифру лучше увеличить, так как часть тепла пойдет на подогрев воды для бытового использования.

Приблизительная стоимость отопления в сравнение с другими энергоносителями

Отопление дома котлами на ТЭНах

В электрический котел для отопления частного дома работающего при помощи ТЭНов в емкость для воды устанавливают один или несколько трубчатых нагревательных элементов.

Тэн для котла отопления

Конструктивно ТЭН состоит из металлической трубки, внутри которой располагается проволочная спираль из металла с высоким удельным сопротивлением. При прохождении электрического тока по спирали она нагревается и передает температуру металлической трубке, а затем теплоносителю. Расстояние между стенками трубки и спиралью заполняется материалом с хорошими диэлектрическими свойствами и высокой теплопроводностью.

Тэн электрический для котла на 3 киловатта

Количество ТЭНов напрямую определяет мощность отопительной установки. Теплоноситель нагревается в проточном режиме, это обеспечивает его естественную циркуляцию по всей системе отопления. Работа таких электрических нагревателей сопровождается некоторой инерцией: для выхода на рабочий режим требуется 10-15 минут от момента включения. Такие устройства пользуются повышенным спросом у владельцев загородного жилья, отличаются невысокой ценой, простотой регулировки температуры, могут использовать в качестве теплоносителя антифриз, воду.

Особенности электродных котлов

Электродные или ионные котлы при работе используют принцип нагрева проводника (теплоноситель) за счет сопротивления при протекании электрического тока. Вода является не только теплоносителем, но и частью электрической системы. За счет растворенных в ней различных солей, она прекрасно проводит электрический ток, быстрое изменение полярности тока (50 раз в секунду) заставляет колебаться ионы солей, которые содержатся в воде. В результате выделяется тепло, которое эффективно нагревает теплоноситель.

Электродные котлы отопления

Для достижения максимального эффекта нагрева вода, которая выступает в качестве теплоносителя, должна соответствовать определенным условиям:

1. электрическое удельное сопротивление при 20°С должно соответствовать значению 1500 Ом•см;
2. для снижения сопротивления допускается применение питьевой соды;
3. использование других солей (поваренной, сульфата натрия) может привести к разрушению электродов;
4. для повышения показателя сопротивления добавляется дистиллированная вода.

Допускается применение специальных незамерзающих растворов, которые отвечают перечисленным требованиям. Регулирование мощности происходит за счет изменения расстояния между электродами. Нагрев происходит постепенно, с увеличением температуры теплоносителя уменьшается сопротивление, за этим следует повышение значения тока и возрастание нагрева.

К достоинствам такого оборудования можно отнести исключение возникновения накипи, небольшие размеры по сравнению с котлами равнозначной мощности на ТЭНах, высокий уровень безопасности и КПД (96-98%), невысокую цену. В тоже время ряд существенных недостатков резко снижает его применение: специальная подготовка воды, жесткий показатель по скорости циркуляции, невозможность применения антифриза, регулярная замена электродов, которые становятся расходным материалом.

Виды

Если говорить о видах электрокотлов, то следует выделить следующие категории:

• классические модели, что нагревают теплоноситель с помощью ТЭНов;
• индукционные электрокотлы;
• модели на основе электродов.

Следует рассмотреть каждую категорию подробнее.

В основе электрокотлов с ТЭНами выступает тепловой электронагреватель, обычно сделанный в форме трубки из металла, заполненную либо изоляционным материалом на основе керамики, либо же кварцевым песком. Внутри такого нагревателя сделана либо вольфрамовая, либо нихромовая спираль, что приварена кончиками к контактам из металла для подсоединения проводов. Обычно такой нагреватель имеет форму буквы U. Провода подсоединяются к контактам, расположенным на кончиках устройства. Хотя сейчас можно встретить модели, где ТЭН представлен в виде обычного стержня, выполненного из нержавеющей стали.

Рабочая часть такого отопительного решения представляет емкость для теплового носителя, где находятся несколько ТЭНов. Их цифра напрямую зависит от мощности. Емкость может располагаться в любом положении, что никак не влияет на работу подобного устройства. Главное, чтобы ТЭНы полностью покрывались водой, иначе им грозит перегрев и быстрая поломка. Чаще всего котлы такого типа имеют блок управления, который отвечает за контроль температуры внутри, а также давления. Эту информацию он получает при помощи датчиков. А также установка такого типа иногда может иметь собственный насос для циркуляции.

Если уделять внимание принципу работы, то при запускании и последующем прогревании механизма контроллер активирует сразу все ТЭНы. В этот момент устройство потребляет больше всего энергии. Когда устройство доходит до температуры, установленной на термостате, то нагрев останавливается и просто начинается поддерживание определенной температуры воды при помощи 1–2 ТЭНов.

Лучше всего использовать для подобных котлов очищенную воду для продления их периода эксплуатации.

Водогрейный котел имеет ряд преимуществ, которые заключаются в небольшой стоимости и довольно неплохой пригодности к ремонту. По этим причинам такой котел чаще всего применяется как отопительное решение для собственного дома или дачи.

Такой отопительный агрегат имеет и минусы, такие как:

• долгое нагревание воды обусловлено тем, что спираль нагревает жидкость не напрямую, а при помощи изоляционного материала и трубных стенок;
• такой настенный котел имеет максимальные габариты среди всех категорий подобного оборудования;
• раскаленная проволока из вольфрама довольно быстро деформируется и просто перегорает, поэтому такие котлы работают не более десяти лет;
• если на стенках трубок откладываются соли, то это еще больше замедляет нагревательный процесс, поэтому требуется ежегодно разбираться котел и удалять отложения, если, конечно, конструкция устройства позволяет это сделать;
• самые доступные модели представляют собой емкость, покрытую тепловой изоляцией, в которой есть минимальное количество электронных элементов; а этом случае бак требуется доукомплектовывать самостоятельно.

Второй тип котлов, о которых следует сказать – это электродный. Суть работы такого оборудования основана на проводимости обычной воды благодаря наличию в ней различных металлических солей. Подобный метод нагрева теплового носителя применяется и в установках электродного характера. По этой причине в механизмах отопления, нагреваемых подобными котлами, ни в коем случае не нужно применять воду без солей или дистиллированную. Эти категории имеют низкую проводимость.

Вообще, подобный котел состоит из емкости в форме металлической трубы, которая покрыта слоем изоляции. Внутри обычно устанавливается электрод, выполненный из стали, к которому подсоединен провод фазы электрической сети. Так называемый нулевой провод подсоединяется к корпусу, где служит в качестве второго электрода. Когда устройство включается, то вода между электродом и корпусом получает сильнейший нагрев. Подобное решение дает возможность обусловить малые габариты прибора.

Стоит отметить, что существуют модели электрокотлов для дома, где в корпусе присутствует три электрода, а не один. Их называют трехфазными. Жидкость идет через патрубок сбоку, а выходит через патрубок сверху. Скорость нагревания воды зависит от ее химического состава. Поэтому производители часто пишут, каким должен быть тепловой носитель для максимально эффективной работы такого оборудования. Некоторые даже указывают рекомендации, которые позволяют довести до нужного химического состава при помощи солевых растворов, если концентрация в исходной воде будет низкой. Для ее определения требуется осуществить водный химический анализ.

Если по каким-то причинам один котел не может обеспечить необходимой температуры теплового носителя, то необходимо установить два или три обогревателя и включить их один за другим. В общем, необходимо будет купить комплект автоматического оборудования для контроля и поддерживания температуры. В этом и заключается главный минус подобного водонагревательного котла – его мощностью управлять нельзя, она будет постоянно в максимальном режиме. Регулировать температуру жидкости можно исключительно включением и выключением установки. Если же площадь, которую необходимо отапливать будет небольшой, то можно применять электрокотлы малой мощности, коммутирующие бесшумные пускатели тиристорного типа.

Если мощность будет большой, то прибор активируется и отключается с помощью магнитного пускателя, который при активировании выдает громкий щелчок, из-за чего в топочной комнате необходимо доработать звукоизоляцию.

Кроме данного недостатка, есть и такие минусы, как:

• на электродах постоянно появляется накипь, которую необходимо удалять;
• обвязка подобного котла будет сложнее, чем аналога на ТЭНах;
• необходимо подбирать и закупать автоматический комплект;
• водный химический состав имеет влияние на эффективность работы, со временем тепловой носитель начинает терять свои характеристики, ведь соли в горячей воде выпадают в качестве осадка, что задерживается при помощи фильтра.

Третий тип котла, о котором следует сказать – это индукционный. Подобный отопительный прибор позиционируется продавцами в специализированных магазинах как наиболее энергосберегающий. Но в нем лишь реализована новая методика нагревания жидкости при помощи электричества на основе давно известного закона физики. И никакой экономии в этом контексте просто нет. В работе устройства применяется принцип индукции электромагнитного типа. В катушку, где есть определенное количество витков, вносится сердечник из металла, что греется от возникающих в ней токов вихревого типа. После этого тепло от сердечника отдается тепловому носителю, который двигается вокруг него.

Строение сходство с электродным вариантом, но корпус индукционного котла является большего диаметра, ведь в него по высоте впаяна катушка. Мощность легко регулировать при помощи тиристорных пускателей, а вот автоматику необходимо ставить отдельно. Индукционный вариант, если сравнивать с описанными выше, требует минимального внимания и иметь самый большой срок службы. О накипи можно забыть, если применять в механизме воду без солей. КПД такого котла на практике составляет 99 процентов, хотя скорость прогревания всего механизма является несколько ниже, чем у аналога на основе электродов. Кроме того, его габариты также являются небольшими, что позволяет осуществить монтаж котла на стене в любой комнате. Индукционный нагрев дает возможность делать котлы высокой мощности – до 50–60 киловатт.

Если говорить о минусах таких котлов, то следует назвать самую высокую стоимость среди всех категорий рассматриваемого оборудования, а также отдельную процедуру осуществления схемы обвязки.

Кроме того, электрические котлы еще и различаются по количеству контуров.

Они могут быть следующими:

• одноконтурные;
• двухконтурные.

Стоит разобраться, в чем заключается разница. Одноконтурные модели предназначены исключительно для отапливания помещения. В то же время к ним можно подключить бойлер косвенного нагрева и сделать горячее водоснабжение. Двухконтурные варианты, кроме того, что они являются частью отопительной системы, могут стать источником нагрева горячей воды для бытовых нужд. В них присутствует дополнительный тепловой обменник, который может быть как накопительным, так и проточным – похожим на встроенную емкость для нагревания воды.

Следует отметить, что двухконтурный котел не может работать на два контура одномоментно. Если открыть кран с горячей водой, то нагреваться тепловой носитель для отопления помещения перестанет.

Если говорить о плюсах одноконтурного котла, то следует назвать следующие:

• низкая стоимость;
• высокая мощность;
• хороший КПД;
• небольшой расход электрической энергии.

Из недостатков стоит выделить следующие:

• если нужно нагревать воду, потребуется докупать бойлер;
• если использовать бойлер, то конструкция будет довольно большой и неэстетичной.

Достоинствами двухконтурной модели выступают следующие:

• небольшой размер;
• простой монтаж.

Они обладают такими недостатками, как:

• высокая стоимость;
• серьезные требования к техническому обслуживанию и качеству теплового носителя;
• нестабильность температуры воды и давления.

Сложно сказать, какая из моделей лучше. Если хочется максимально сэкономить пространство в квартире и электричество, то лучше взять двухконтурный вариант. В то же время одноконтурные решения считаются более надежными и удобными в эксплуатации.

Отзывы о бытовых электрических котлах: преимущества и недостатки

Принцип работы

Назначение котла — повышение температуры теплоносителя в отопительном контуре. Способ нагрева зависит от конструктивных особенностей аппарата.

ТЭНовые котлы

Нагревательный элемент установки представляет собой трубку из металла, внутри которой помещена керамическая крошка или кварцевый песок. В середине расположен стержень из нихрома или вольфрама. Контакты подключаются к электрическим проводам. В рабочем режиме на спираль подается напряжение. За счет высокого сопротивления она начинает нагреваться и передает тепловую энергию воде. ТЭНы размещаются внутри бака, заполненного жидкостью.

Внимание! В качестве теплоносителя производители рекомендую использовать антифризы или обессоленную воду.

Емкость может размещаться вертикально или горизонтально. При работе котла ТЭН всегда скрывается под жидкостью, иначе нагревательный элемент быстро выйдет из строя. Для контроля температуры и давления внутри бака применяются датчики, передающие рабочие параметры в блок управления. Для обеспечения циркуляции теплоносителя в контуре, многие модели снабжены электрическим насосом.

Запуск в работу сопровождается резким скачком энергопотребления, т.к. одновременно включаются все ТЭНы. При достижении теплоносителем заданных параметров котел поддерживает температуру воды на постоянном уровне.

Индукционные котлы

Приборы данного вида используют эффект электромагнитной индукции. В катушку с заданным числом витков помещается металлический стержень. При этом образуются вихревые токи, вызывающие повышение температуры элемента. Сердечник нагревает циркулирующий теплоноситель.

Аппарат представляет собой цилиндр, по всей высоте которого встроена катушка индуктивности. Внутри располагается металлический сердечник. Свободное пространство заполнено теплоносителем. Для регулировки мощности применят тиристорные пускатели.

При подаче напряжения на катушку начинает нагреваться сердечник, передавая энергию жидкости.

Индукционные установки отличаются надежностью и продолжительной эксплуатацией. КПД аппаратов достигает 99%. Использование в качестве теплоносителя обессоленной воды или антифриза избавляет потребителя от проблем с накипью.

Установки компактны, что позволяет монтировать приборы на стене помещения. Встречаются производительные аппараты, мощность которых достигает 60 кВт.

Электродные котлы

Работа этих установок основана на проводимости воды, содержащей соли металлов. Через теплоноситель пропускается ток, который вызывает ионизацию раствора. Заряженные частицы двигаются к электродам. За счет внутреннего сопротивления молекул жидкость начинает нагреваться.

Внимание! В электродных котлах нельзя использовать дистиллированную воду. Соли металлов обеспечивают электрическую проводимость теплоносителя.

Аппарат состоит из цилиндрического резервуара, внешняя часть которого покрыта изоляцией. Внутри установлен электрод, подключенный к фазе. Корпус присоединяется к нулевому кабелю. При подаче напряжения температура теплоносителя начинает резко возрастать.

Приборы, работающие на принципе ионизации раствора, отличаются компактными размерами и высокой надежностью. Мощные установки предназначены для подключения к 3-фазной электрической сети. Допускается последовательный монтаж нескольких котлов. Особенностью электродных генераторов является невозможность управления мощностью прибора. Аппарат способен работать только с полной производительностью. Регулировка температуры воды достигается отключением и включением устройства.

Особенности установки

Перед монтажом прибора требуется подобрать подходящее место. Оно должно позволять пользователю:

• контролировать работу агрегата;
• осуществлять плановое обслуживание и проведение ремонтных работ;
• обеспечивать удобное подключение к коммуникациям и электрической сети.

Для этого составляют план-схему разводки отопительных коммуникаций и радиаторов. Многие модели электрических котлов имеют небольшие габариты и массу и предназначены для настенного монтажа. Для крепления используются специальные дюбели и анкерные болты.

Электродные установки монтируются на трубах отопления и фиксируются хомутами. Приборы индукционного типа чаще всего за счет большой массы предполагают напольный способ монтажа.

Подключение агрегата к сети допускается только через отдельный автомат, расположенный в распределительном щитке. Обязательно должен быть предусмотрен заземляющий контур.

• https://bigkotel.ru/vidy-kotlov/kak-rabotaet-elektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma
• https://J.Etagi.com/ps/ehlektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma/
• https://cotlix.com/33-kak-podobrat-elektricheskij-kotel
• https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/otoplenie-ot-elektrokotla.html
• https://obotoplenii.ru/elektricheskie-kotly/tipy-sovremennykh-elektricheskikh-kotlov
• https://kotel-otoplenija.ru/ustrojstvo-i-princip-dejstviya-elektrokotla-otopleniya-doma/
• https://otlad.ru/otoplenie/elektrokotel/
• https://mr-build.ru/newteplo/princip-raboty-elektrokotla.html
• http://teplosten24.ru/ustrojstvo-elektrokotla-dlya-otopleniya.html
• https://stroy-podskazka.ru/otoplenie/kotly/elektricheskie/
• https://GradusPlus.com/kotly/elektricheskie/elektrokotel-dlya-otopleniya-chastnogo-doma/