как работает электрический котел

Критерии выбора электрокотла

Заслуживают внимания следующие аспекты:

• мощность;
• комплектация;
• тип нагревателя.

Производительность котла подбирают по теплопотерям дома при самой низкой температуре на улице. Расчет заказывают проектной организации либо выполняют самостоятельно в упрощенной форме. Показатель зависит от высоты потолка:

1. Менее 3 м. Умножают площадь на 0,1 кВт. Например, потери в доме, метраж которого 150 кв. м, составляют 150 × 0,1 = 15 (кВт).
2. Более 3 м. Определяют по объему: по 40 Вт на каждый кубический метр. Например, для одноэтажного строения с размерами в плане 6 × 9 м и потолком в 4 м теплопотери составляют: 6 × 9 × 4 × 40 = 8640 Вт.

К полученной величине добавляют запас, с учетом функций котла:

• работает только на отопление: 20%;
• одновременно греет воду для хозяйственных нужд: 50%.

Для приведенных примеров потребуются отопительные приборы мощностью 15 × 1,2 = 18 кВт и 8640 × 1,2 = 10,4 (кВт).

По комплектности устройства делятся на 2 вида:

• с полным набором;
• без группы безопасности, насоса и расширительного бачка.

Первый вариант прост в монтаже: необходимо только подсоединить отопительный контур. Для устройств второго типа перед установкой потребуется подобрать и докупить самостоятельно недостающие компоненты.

Наиболее практичный тип нагревателя – ТЭНы. Преимущества таких котлов:

• доступная стоимость в покупке и ремонте;
• возможность работы в низкотемпературном режиме благодаря наличию нескольких ступеней мощности;
• плавный пуск, исключающий просадку напряжения в сети (по той же причине).

Ионные отопительные аппараты компактнее, дешевле и надежнее (нечему ломаться). Но у них есть существенные недостатки:

• меняется химический состав примесей в теплоносителе, что требует его замены каждые 1,5 месяца;
• в контуре образуются газовые пробки;
• мощность не регулируется;
• при включении наблюдаются броски напряжения;
• периодически требуется замена электродов (растворяются).

У индукционных котлов 2 преимущества:

• большая площадь поверхностей нагрева;
• неприхотливость к теплоносителю: подходит любой антифриз или вода из-под крана (накипь не образуется из-за микровибраций).

Ремонт тоже требует больших затрат: неразборный водогрейный узел при обрыве фазы или межвитковом замыкании в катушке необходимо менять полностью. При этом пока нет данных о надежности и долговечности таких котлов, поскольку они не получили широкого распространения и эксплуатируются не так давно.

Электрическое отопление дома — основной принцип работы

Производители предлагают широкий ассортимент отопительный систем, которые работают от электричества. В основе их работы лежит принцип Джоуля. При подключении тока он поступает на нагревательный элемент. Дополнительно в системе возникает сопротивление. Однако часть энергии успевает создать тепло. При этом удается также добиться частичного уменьшения напряжения тока. Посредством внесения изменений в схему подключения удается взять под контроль уровень теплоотдачи. Проводник – спираль или нить, которая состоит из тугоплавкого металла.

Уровень нагрева напрямую зависит от силы тока в сети. Однако дополнительно потребуется учесть величину сопротивления и время работы устройства.

Модели электрокотлов

Принцип любого электрокотла – превращение электроэнергии в тепло. Электрические агрегаты не являются самыми экономически выгодными, но КПД их использования равен 95-99%, что достаточно хорошо для подобных узлов. Такие котлы подразделяются на три вида по типу теплоносителя. Поговорим о каждом из них более подробно.

Тэновый электрический котел

Электрические котлы отопления, снабженные ТЭНами, работают по принципу электрического чайника. Вода проходит через трубчатые нагревательные элементы – ТЭНы. Выступая в качестве теплоносителя, она проходит по всей системе отопления, циркулируя с помощью насоса.

Одним из преимуществ можно назвать его компактность, аккуратный внешний вид и возможность монтажа на стену. Процесс установки не вызовет особых затруднений, а эксплуатация комфортна и проста, благодаря датчикам терморегуляторам. Автоматика позволяет поддерживать нужный нагрев, ориентируясь на данные с датчиков, которые меряют температуру воздуха окружающей среды.

Теплоносителем может выступать не только вода, но и незамерзающая жидкость, благодаря которой не будет образовываться накипь на ТЭНах, которой не избежать, используя воду.

Внимание. Накипь, образованная на ТЭНах, ухудшает теплоотдачу и энергосберегающие свойства электрического котла отопления. Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость

Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности

Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость. Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности.

Электродный электрический котел

Принцип работы электродного электрического котла для отопления дома совершенно отличается от предыдущей модели. Нагрев жидкости происходит не нагревательным элементом. Электрод, установленный в корпусе, отдает жидкости электрический заряд, под действием которого молекулы расщепляются на отрицательно и положительно заряженные ионы. В теплоносителе происходит собственное сопротивление, что и обеспечивает интенсивный нагрев. Заливается в систему либо вода, либо специальный состав (подобие антифриза).

Данный вид электрического агрегата для отапливания дома совершенно безопасен, если произойдет утечка жидкости, он просто отключится. Электродный модели очень компактны (выглядит как небольшой цилиндр с патрубками), оборудованы датчиками замера температуры окружающего воздуха, управляются автоматикой.

Обслуживание данной модели сводится к замене электрода, так как они постепенно растворяются по мере работы, что ухудшает обогрев дома. Также нужно обязательно следить за исправной работой циркуляционного насоса, чтобы жидкость в системе не закипела. Правильная и эффективная работа электродного электрического котла для отопления частного дома возможна только с подготовленной водой – она должна иметь необходимое значение удельного сопротивления. Измерить их самостоятельно не всегда удобно и просто, как и подготовить воду. Поэтому, проще и надежнее будет купить специально предназначенную для работы в электродных котлах жидкость.

Электрический котел индукционный

Этот вид отопительного электрического агрегата для дома работает на основе индукционного нагрева жидкости ферромагнитными сплавами. Индуктивная катушка располагается в герметичном корпусе и не имеет контакта непосредственно с теплоносителем, который протекает по периметру устройства. Исходя из этого, в качестве энергоносителя для отопления дома может быть использована не только вода, но и антифризы. Данный электрический котел для отопления дома не оборудован нагревательным элементом или электродом, что улучшает его КПД. Также, отсутствие ТЭНов обеспечивает полную безопасность при эксплуатации. Этот вариант котла для обогрева дома не подвержен образованию накипи, практически не ломается и не течет.

Минусом индукционных моделей является лишь их более высокая стоимость и большие габариты. Но со временем проблема размера устраняется — на смену старым, приходят усовершенствованные модели.

Кроме данной классификации, электрические котлы для отопления частного дома разделяют на:

• одноконтурные (предназначены только для отопления всего дома);
• двухконтурные (обеспечивают не только отопление во всем доме, но и нагрев воды).

Также нужно выделить:

• настенные котлы;
• напольные котлы (производятся модели большой мощности).

Особенности электрических котлов

Выбор электрических водогрейных устройств огромен среди импортных и российских марок. Причины популярности электрокотлов:

• простота установки и управления температурным режимом;
• низкая стоимость в сравнении с другими типами котлов;
• нет зависимости от газа и твёрдого топлива;
• компактность и возможность настенного размещения;
• вытяжка в помещении с котлом не требуется;
• отсутствие открытого пламени;
• бесшумность работы;
• может встраиваться в систему отопления с основным газовым котлом в качестве резервного;
• не требуется склад для топлива, отсутствует сажа, пепел и другие продукты сгорания;
• программируется включение на ночное или льготное время;
• отсутствие выбросов в атмосферу допускает использование в природоохранных зонах.

Фото 3. Электрический настенный котел, работает бесшумно, подходит для помещений с небольшой площадью.

Недостатки электрообогревательных устройств исходят из высокой стоимости электроэнергии и низком КПД при высокой мощности. Поэтому отопление дома площадью от 100 м2. экономически нецелесообразно. Лучше всего электрокотлы показывают себя в южных районах страны при грамотном сочетании энергосберегающих свойств дома и использования альтернативных источников энергии.

Важно! Частые и продолжительные отключения электричества могут стать причиной разморозки всей теплосистемы зимой, если не предусмотреть запасной источник электроэнергии

Рейтинг трехфазных котлов для загородного дома

Главное преимущество трехфазных котлов – производительность. Устройства, работающие от сети 220 В, не способны обеспечить высокую тепловую мощность, что отражается на максимальной обогреваемой площади. Трехфазным котлам нужно больше энергии, но подойдут для теплоснабжения больших зданий.

1

Эван ЭПО 18

Одноконтурный проточный ТЭН-котел напольного типа.

Характеристики:

• Цена – от 14 659 руб.
• Оценка покупателей – 5.0
• КПД – 99%
• Макс. тепловая мощность – 18 кВт
• Отапливаемая площадь – 180 кв. м

Характеризуется высокой тепловой мощностью, обеспечивает нагрев теплоносителя до 85 градусов. Теплообменник изготовлен из нержавеющей стали, устойчивых к высоким температурам, накипи и коррозии.

В модель не встроен циркуляционный насос и расширительный бак. Несмотря на это, прибор подойдет для отопления больших частных домов. Дополнительным плюсом станет индикация включения и защита установки от перегрева.

Эван ЭПО 18 управляется дистанционно при помощи пульта

Достоинства:

• производительность;
• качественная сборка;
• низкое потребление электричества;
• дистанционное управление;
• 3 ступени мощности;
• длительный гарантированный срок службы.

Недостатки:

• нет расширительного бака;
• не подключается к теплому полу.

2

ZOTA 12 Lux

Надежный одноконтурный котел со средними показателями производительности.

Характеристики:

• Цена – от 18 200 руб.
• Оценка покупателей – 4.8
• КПД – 99%
• Макс. тепловая мощность – 12 кВт
• Отапливаемая площадь – 120 кв. м

Установка настенного типа с электронным управлением. Прибор работает от трехфазной сети, благодаря чему обеспечивает полноценный обогрев зданий площадь более 100 кв. м. Максимальная температура теплоносителя – 90 градусов, что является рекордным показателем в представленном рейтинге.

Производитель оснастил котел ZOTA 12 Lux датчиком уличной температуры. Дистанционное управление как на предыдущей модели отсутствует, но в комплекте поставляют комнатный термостат для регулировки заданного температурного режима.

Максимальный уровень давления воды в установке достигает 6 бар

Достоинства:

• электронное управление;
• бесшумная работа;
• встроенный манометр;
• подключение к теплому дому;
• высокое давление в контуре.

Недостатки:

• нет расширительного бака;
• быстрый износ теплоносителя при интенсивной работе;
• нет дистанционного управления.

3

Недорогой, но производительный котел российского производства.

Характеристики:

• Цена – от 8100 руб.
• Оценка покупателей – 3.8
• КПД – 99%
• Макс. тепловая мощность – 15 кВт
• Отапливаемая площадь – 150 кв. м

Прибор электродного типа. Нагрев теплоносителя происходит за счет прямого контакта с электротоком и ионного нагрева. Модель компактная, напольного типа.

Несмотря на скромные габариты, тэновый электродный котел способен обеспечить теплом здания до 150 кв. м. Предусмотрена возможность подключения внешнего управления. Циркуляционный насос в электродных моделях, как правило, не встраивают.

Ионный котел Галан Гейзер 15 весит всего 5.3 кг

Достоинства:

• компактность;
• долговечность электродов;
• простота обслуживания;
• удобное крепление;
• мощность;
• цена.

Недостатки:

• скудная комплектация;
• нет аварийного выключателя;
• минимальная функциональность.

Разработка схемы подключения

В зависимости от особенностей конструкции и нюансов подключения электрокотлов к отопительной системе применяют соответствующие схемы. Разработаны типовые схемы подключения силового устройства для различных случаев, к примеру:

• установка котельного агрегата, который не оснащен насосной системой и расширительной емкостью,
• если предусмотрена обвязка с буферной емкостью,
• если предстоит соединение с бойлером косвенного нагрева,
• электрический генератор тепла работает в паре с ТТ котлом или устройством на газовом топливе.

Двухконтурный прибор должен быть подключен к магистралям отопления и ГВС.

Тэновые электрокотлы

Лидеры производства компании ЭВАН и Теплотех. Популярность в большинстве своем, основывается на простом строении, следствием чего стала доступная цена оборудования.

В бак встроены нагреватели -ТЭН. Запускать можно либо все, либо определенное количество, зависимо от того, какая выбрана температура. Сами нагреватели – это спираль с достаточно большим удельным сопротивлением. Эта деталь находится в трубке из керамики.

В процессе нагревания она отдает свое тепло керамике. А уже та нагревает воду, поступающую в бак. Дополнительно электрокотел имеет специальную панель управления, где можно определить температурный режим. В современных моделях имеются датчики, которые «наблюдают» за работой котла и отключают его, если вдруг возникнет опасная ситуация.

В чем преимущества таких электрокотлов:

• Модели двухконтурного типа допускают подключение контура горячего водоснабжения;
• Можно применять для нагрева не только воды, но и любой иной жидкости;
• Простота конструкции позволяют выполнить несложный ремонт даже, если хозяин котла – непрофессионал в этом деле;
• Весьма бюджетен в плане приобретения;
• Хороший охват мощности.

Если объемы используемой воды действительно внушительны, то целесообразнее будет поставить бойлер для этих целей. Поскольку, в отдельных моделях во время включения кипятка, притормаживается согревание воды для отопления.

Слабости:

• Габариты подобных котлов довольно велики;
• На тэнах образовывается накипь, потому работоспособность котла со временем падает.

Правила и особенности установки

Для установки электрического котла отопления своими руками необходимо тщательно изучить инструкцию, которая прилагается к изделию. Монтаж предусматривает несколько этапов:

• подготовка места установки и монтаж креплений. Поверхность, на которой устанавливается теплосиловой агрегат, необходимо отделать огнеупорной панелью. Для предотвращения перекосов кронштейны подгоняют с помощью строительного нивелира;
• заземление. В целях электробезопасности в схеме установки электрического котлапредусматривается подсоединение силового устройства к заземляющей шине. Применяется медный провод сечением от 4 мм. Проводник подключается к нулевой клемме в нижней части корпуса;
• устанавливают циркуляционный насос и расширительный бак, если они не предусмотрены в конструкции котла отопления.

При пусконаладочных работах особое внимание уделяется таким моментам, как герметичность всей системы и удаление лишнего воздуха. Далее оборудование тестируется на различных рабочих режимах

9 правил установки электродных котлов

При установке электродных котлов соблюдайте следующие правила монтажа:

Приготавливайте теплоноситель строго по рекомендации производителя;
Перед заливкой теплоносителя промойте систему отопления, загрязнения снизят мощность котла;
Важно! Систему с электродным котлом нельзя использовать без заземления не более 4Ом;
На 1000Вт мощности котла нужно 8 литров теплоносителя;
В верхней точке системы отопления нужно установить воздушник для выпуска воздуха из системы, манометр и обратный предохранительный клапан;
В системе должен присутствовать расширительный бочок. Его устанавливают до всех запирающих вентилей;
Электродный котел должен стоять строго вертикально;
Не рекомендуется использовать чугунные радиаторы, только биметалл или алюминий;
В систему можно поставит несколько электродных котлов последовательно.

Индукционные котлы

Выпускаются на рабочее напряжение 220 В, мощностью до 7 кВт. Габариты котла приблизительно 100 мм в диаметре и 800 мм по высоте. Масса 30-40 кг.

В индукционном котле используется особенность переменного тока создавать в катушке с железным сердечником вихревые токи, которые нагревают его. Выделяющееся тепло передается в протекающую воду. Конструктивно он представляет отрезок толстой трубы из стали, внутри которого имеется лабиринт для лучшего теплообмена. Для протекания воды используют два штуцера, один в нижней, другой в верхней части котла. В одном из слоев лабиринта скрыта катушка из медного провода. Сама катушка выполнена с внешней части водяной полости, так что никаких проблем с ее защитой от воды нет.

Питание индукционного котла выгодно производить повышенной частотой, так как это увеличивает потери в стали и снижает массу и габариты котла. Для этого применяется преобразователь частоты повышенной мощности, что существенно увеличивает стоимость индукционных котлов, и без того немалую. В последнее время стоимость таких преобразователей снижается, но еще остается высокой.

В системах с индукционными котлами нет ограничений ни на качество воды, ни на материал труб или радиаторов. Они такие же как и в реостатных.

Заметным недостатком индукционного котла является шум, создаваемый вибрацией на рабочей частоте. Он легко проходит по трубам во все помещения при неправильном монтаже. С одной стороны, вибрация котла неплохо защищает его от образования накипи, но шум может создавать дискомфорт. Поэтому крепление такого котла должно быть прочным, а в трубах использованы гасящие вставки.

Достоинства

• большая наработка на отказ (у самого котла);
• низкое образование накипи;
• хорошая теплоотдача;
• не требуют подготовки воды;
• можно использовать с любыми радиаторами.

Виды электрокотлов для отопления дома

Есть несколько видов электрокотлов по принципу использования электричества и функционирования. Традиционные и всем привычные — ТЭНовые. Более инновационные и энергосберегающие — индукционные (вихревые) и ионные (электродные), они дороже, но стоимость окупается чрезвычайной экономичностью и КПД, который слабо или совсем не понижается со временем.

КПД всех электрокотлов одинаковое — 94–99 %, но некоторые типы более эффективные из-за организации конструкции и способа функционирования. А также со временем из-за накипи данная характеристика понижается на 10–20 % у ТЭНовых котлов, но это не характерно для индукционных и ионных изделий.

• с ТЭНами;
• ионные (нагрев электродами);
• индукционные (вихревые).

ТЭНовые электрокотлы

Котлы для отопления с ТЭНами отнести к экономным можно только условно: разные модели могут иметь более эффективные нагревательные элементы, возможности программирования, настройки мощности.

Внутри прибора находится трубчатый электронагреватель — медная или из нержавейки трубка (внутри может быть песок или масло) с нитью накаливания (нихромовой). Принцип работы как у обычного кипятильника или калорифера: спираль внутри оболочки накаляется и передает тепло через трубку, в которой она заключена, воде, поступающей в камеру (колбу) с ТЭНом.

При выборе электроотопления для дома с особым акцентом на экономности агрегаты с ТЭНами не стоит серьезно рассматривать. Можно выбрать качественный аппарат с большим или меньшим объемом потребления энергии, но все равно он будет прожорливее индукционных и ионных котлов. С другой стороны, снижение затрат может в некоторой мере сравниваться, так как котел с ТЭНом дешевый в обслуживании.

Преимущества и недостатки ТЭНовых электрокотлов

Достоинства нагревателей для отопления с ТЭНами:

• дешевый и удобный ремонт (корпус легко разбирается, детали заменяемые);
• расширенный функционал: настройка мощности, программируемость, возможность подключения термостата;
• обычно производится в моноблочном компактном корпусе (есть удобные настенные типоразмеры) готовым к работе, включающим группу безопасности, расширительную емкость, насос. Нет потребности отдельно покупать и монтировать указанные элементы, требуется только подключить аппарат к вводу и выводу системы отопления.

• самый неэкономный тип электрокотлов, особенно, если используются два ТЭНа;
• на ТЭНе образовывается накипь и налет, что требует периодической его чистки и замены. Твердая корка понижает КПД на 10–20 %. Данное утверждение спорное, так как вода системы отопления не склонная к интенсивному образованию накипи, но игнорировать его не стоит.

Индукционные котлы

Типы индукционных котлов для отопления дома (иногда их воспринимают как названия брендов):

• ВИН — «вихревые индукционные нагреватели», более инновационные с ферромагнитным корпусом. Меньшего размера и дороже в 1.5–2 раза, чем SAV, но более эффективные;
• SAV — принцип тот же, но позиционируются как менее продвинутые.

Второе отопления с вихревыми котлами — «инверторное». В состав изделия входит преобразователь тока из постоянного в переменный — «инвертор» (как у сварочных аппаратов).

Сразу после появления на рынке индукционные нагреватели для отопления позиционировались как самые продвинутые и эффективные, но опыт применения показал больше недостатков, чем ожидалось.

Принцип работы вихревых SAV и ВИН электрокотлов

Как работает индукционный SAV котел:

1. На металлическую катушку (индуктор) — стержень (его роль может выполнять сама труба с теплоносителем) с витками проволоки — подается переменный ток высокой частоты (от 50 Гц). Генерируется магнитное поле.
2. Полярность и вектор магнитного поля меняются с высокой частотой.
3. Предмет, расположенный близко к описанному явлению, пронизывается постоянно изменчивыми потоками магнитной индукции. Возникают вихревые токи Фуко, превращающие электрику в тепло, которое и нагревает воду.

Схема подключения электрических котлов

Кроме того, что данные агрегаты нуждаются в электричестве больше никаких особых условий и требований эти устройства к себе не требуют. Многие владельцы частных домов пришли к решению установки электрокотлов только благодаря многочисленным положительным отзывам о данных устройствах. И еще, потому что сами по себе электрокотлы очень не прихотливы в эксплуатации и к тому же занимают очень мало места. В целом также дизайн электрокотла при условии его монтажа в проходной комнате не испортит общий вид интерьера своим видом. Потому как их дизайн очень аккуратный и лаконичный. В комплектацию электрокотла включены расширительный бак, нагревательные электроды, и электронное устройство для мониторинга и контроля работы котла.

Схема обвязки котла отопления

В принцип работы электрокотла, положен принцип обыкновенного электрического кипятильника. Только в данной конструкции применен более мощный и долговечный элемент, нагревающий рабочую жидкость отопительной системы. В свою очередь после нагрева теплоноситель передает всю полученную энергию трубам и радиаторам отопительной системы.

Кроме того, подобные агрегаты очень просты в эксплуатации. Также к достоинствам этих механизмов можно отнести низкую стоимость запасных частей, абсолютно бесшумную работу агрегата, экологическую безопасность, а также пожаробезопасность обусловленную электронными контролерами устройства. В свою очередь механизм е настолько идеален и имеет свои минусы. Так в частности эти недостатки касаются отечественных электросетей. Именно наши электросети – регулярно подымают стоимость кВта электроэнергии, подают не стабильное напряжение, которые сказывается на сроках эксплуатации электрического оборудования, и очень часто могут отключать электричество вообще.

Основные виды электрического отопления

Раньше системы устанавливались только в тех регионах, где невозможно было осуществлять обогрев с помощью газа или дров. Твердое топливо обходилось дешевле. Однако инновационные технологии позволили сделать возможным отопление дома или квартиры с помощью электричества.

Электрические котлы и водяное отопление

Котлы работают по принципу нагрева воды до нужной температуры в системе. Используются следующие виды устройств:

1. ТЭН. Трубчатый носитель нагревается до нужной температуры. Данный вариант котла стоит недорого. Однако его длительная эксплуатация становится невозможной из-за постоянного образования накипи. Чаще всего именно она является причиной выхода оборудования со строя.
2. Индукционный котел считается экономным и имеет долгий срок службы. Особенно если провести сравнение с ТЭНовым вариантом.
3. Электронный котел полностью безопасный. Его эксплуатация не может привести к возникновению аварийной ситуации.

Прямое отопление с использованием электричества

Такой вариант отопления предполагает использование специальных нагревательных приборов. Самыми популярными среди них считаются конвекторы и нагреватели. Они различаются по конфигурации и мощности. Хозяин также сможет выбрать размер, который походит для отопления конкретной комнаты.

В состав систем прямого отопления можно также включить теплые полы. Равномерно нагретое пространство начинает источать тепло в окружающее пространство. При этом обеспечивается также необходимая циркуляция воздуха. Тепловые вентиляторы или пушки принудительно разогревают воздух. Однако эффект практически сразу исчезает после их выключения.