Как работает электрокотел в частном доме?

Как работает электрический котел для отопления частного дома

Отопление дома или квартиры с помощью электричества отличается простотой и высоким КПД. Этот способ экологически безопасен и не требует сжигания топлива. При подборе оборудования важно понимать принцип работы электрокотла, чтобы правильно организовать обогрев помещения. Нужно быть готовым к тому, что содержание приборов потребует затрат.

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.

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.

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.

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

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.

Как рассчитать мощность электрического котла при отоплении дома

Данный метод позволяет оценить ориентировочную производительность аппарата. Для домов или квартир с высотой потолка до 3 м на 10 кв. м площади должно приходиться около 1 кВт мощности.

Для эффективного процесса котлу нужно генерировать энергии не меньше, чем помещение ее теряет. Установка не должна работать постоянно, это приведет к росту затрат и снижению ресурса службы устройства. Генератор в номинальном режиме включается периодически, нагревает воздух и затем отключается.

Для точного расчета мощности учитывают величину теплопотерь помещения. Следует выяснить:

  • материал и толщину стен и межэтажных перекрытий;
  • площадь оконных проемов.

Для вычисления теплового сопротивления ширина стен делится на коэффициент теплопроводности. Для каждого материала выполнятся отдельный расчет, затем полученные значения суммируются.

Чтобы узнать величину потерь, нужно объем помещения умножить на разницу температур на улице и дома. Полученный результат делят на тепловое сопротивление. Температурная дельта берется для холодного времени года. Такой способ вычисления мощности дает самый точный результат. С его помощью можно подобрать установку, которая обеспечит надежное теплоснабжение помещения круглый год.

Электрокотлы являются эффективным способом организовать обогрев дачи или загородного дома. Приборы отличаются надежностью и безопасностью, но требуют высоких затрат на содержание.

Обогрев дома электрическим котлом

Вступление

Если вам знакомо устройство электрочайника, то вам будет понятно, почему обогрев дома электрическим котлом называют самым простым способом отопления. Принцип работы электрического котла, очень похож на нагревание воды в чайнике. Источником тепла является ТЭН, который нагревается при прохождении по нему электрического тока. Возникает вопрос, если это так, почему электрокотлы не используются повсеместно и зачем выпускают котлы на других видах топлива. Ответим на этот вопрос в этой статье.

Об электрических котлах и доступности электричества

Итак, электрический котел. Для обогрева среднего дома 100 кв. метров, требуется электрокотёл мощностью 10 кВт (о расчете мощности ниже). Простой расчет из курса физики, дает, что при напряжении питания 220 Вольт, токовая нагрузка сети для питания одного такого котла, составит 45 Ампер. Если к 10 кВт прибавить 10 кВт нужных для работы другого электрооборудования и освещения в доме, то получаем мощность, которую нужно запрашивать для подключения 20 кВт.

Отсюда первая проблема использовать электрический котел для отопления: не везде такие мощности доступны для подключения.

Важно! Перед покупкой электрического котла отопления нужно согласовать его мощность и возможность подключения в надзорных органах (Энергонадзоре) вашего района. Возможно, потребуется проект монтажа котла.

Принцип работы электрического котла

Несомненным плюсом электрокотла, является простота его конструкции. Опять напрашивается сравнение котла с чайником. Нагрев жидкого теплоносителя, происходит в баке котла при помощи одного или нескольких ТЭНов. Жидкость, нагретая в баке котла до температуры почти 100 градусов, либо естественно, либо принудительно циркулирует в системе отопления. Бак котла изготовлен из нержавеющей стали.

Довершает удобство, выпуск одноконтурных и двухконтурных котлов. Одноконтурный котел служит только для обогрева дома, а двухконтурный котел имеет два теплообменника и два независимых контура отопления. Один контур обеспечивает горячее водоснабжение (ГВС) в доме, а второй контур – отопление.

Читайте также  Турбированный газовый котел что это такое?

Конечно, современные котлы снабжены умным управлением, которое позволяет включать и выключать котел по мере надобности, регулировать температуру нагрева, что значительно экономит электроэнергию.

Отсюда первый плюс электрокотла. Отсутствие сложных технических элементов в котле, делаю его самым надежным и дешевым в обслуживании котлом отопления. Кстати, установка и запуск электрокотла, тоже, простые и доступны своими руками.

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.

Исполнение электрокотлов

Конечно, современный электрокотел это не чайник и он наполнен различным дополнительным оборудованием. Есть котлы, в которых установлена автоматическая защита от перегрузки. Есть оснащение встроенным ограничителем температуры. Выпускаются котлы в напольном и настенном вариантах исполнения. Всё это нужно читать в описаниях котла и обращать на это внимание.

Типы электрокотлов

Нужно упомянуть, что выпускаются настенный и напольные электрические котлы.

Также, кроме ТЭНовых элеткрокотлов, широкое применение нашли более эффективные котлы на электричестве: электродные и индукционные электрокотлы.

Сколько стоит обогрев дома электрокотлом

Все это была теория, мало затрагивающая кошелек. Сколько же будет стоить обогрев дома электрокотлом? Кстати, стоимость самих электрокотлов ниже по сравнению с другими котлами обогрева.

Дано: Для расчета вернемся к моему примеру выше. Дом 100 кв. метров, электрический котел 10 кВт (на 10 метров берем 1 кВт котла).

Вопрос: Сколько будет стоить отопление дома таким котлом в зимний период с октября по май.

Решение:

  • Расчет 1. Считаем, что котел работает постоянно. Потребляемая мощность 10 кВт в час, в сутки 240 кВт, в месяц 7200 кВт. По ценам 2017 года, 1 кВт/час =5,38 рубля (одно тарифный Москва). Получаем за месяц при постоянной работе котла, что на практике не бывает, 38736 рублей.
  • На практике, на полную мощность котле будет работать 10-14 дней за весть зимний период. В остальное зимнее время (декабрь-февраль) котел будет работать на 50 % мощности. В остальные месяцы котел будет работать на 30 % мощности.

Получаем: За весь сезон, в московских ценах котел «съест» 116190 рублей за 8 месяцев. Что в среднем составляет 14523 рубля в месяц. Вот такая математика.

Вывод

Несмотря на все плюсы электрического котла, мы видим, что стоимость отопления электрокотлом классического типа (ТЭН), большая. Газовое отопление будет дешевле, хотя рентабельность газового отопления появится на третий — четвертый год после вложения в газификацию дома.

Кроме этого возможны перебои с электроэнергией. Именно по этому, профессионалы советуют использовать электрокотел в паре с дополнительным котлом отопления, например, на твердом топливе.

Обеспечение постоянного обогрева дома: обзор всех видов электрокотлов, устройство и принцип работы

Обогрев загородного дома при помощи электрического нагревательного котла уступает традиционным газовым и твердотопливным в экономичности, но является простым и эффективным способом обогрева.

Электрокотёл — бак с нагревательным элементом внутри, а циркуляция теплоносителя по трубам осуществляется с помощью насоса или посредством тепловой конвекции.

По конструкции они могут быть ТЭНовыми, электродными, индукционными. Такой котёл, работающий от однофазного или трехфазного тока, управляется специальным контроллером, который помогает поддерживать оптимальную температуру или включать обогрев по таймеру. Подключение электрокотла к сети отопления легко сделать своими силами.

Как работают индукционные электрокотлы?

Принцип действия устройства основан на явлении электромагнитной индукции. Магнитное поле, образуемое катушкой, вызывает вихревой ток в металлическом сердечнике, что приводит к его нагреву.

В составе такого электрокотла присутствует:

  • катушка;
  • теплообменник вокруг сердечника;
  • патрубки входа и выхода теплоносителя;
  • блок управления;
  • тиристорные пускатели, регулирующие мощность;
  • защитный кожух с теплоизоляционным слоем.

Теплоноситель поступает через клапан в змеевик, который расположен вплотную к сердечнику, где и происходит нагрев жидкости. КПД при этом достигает 99%, а максимальная мощность отдельных устройств превышает 50 кВт.

Плюсы индукционного нагрева

Недостатки

  • Высокая цена;
  • сложность подключения электрики и трубной обвязки.

Справка! Производители котлов рекомендуют применять специальную обессоленную воду или антифризы с добавками, которые предотвращают появления накипи.

ТЭНовые устройства

ТЭН расшифровывается как тепловой электрический нагреватель. Любой ТЭН — трубка в форме буквы U из нержавеющей стали или меди, внутри которой проложена спираль из нихрома или вольфрама, а теплоизолятором служит керамика или кварцевый песок. Одноконтактные ТЭНы обладают прямой трубкой, а роль второго контакта выполняет сам корпус.

Фото 1. ТЭНовый напольный электрокотел, окрашен в синий цвет, выполнен из нержавеющей стали.

Электрический ток, проходя через вольфрамовую нить, нагревает её до очень высокой температуры. Это тепло поглощает кварцевый песок и отдаёт его теплоносителю. Принцип действия аналогичен электрическому чайнику.

Важно! Поверхность ТЭНов нагревается до очень высокой температуры, поэтому они обязательно должны быть покрыты водой для охлаждения.

Нагревательные элементы размещают внутри котла с жидкостью. Количество ТЭНов определяет мощность котельной установки.

Нагрев воды происходит интенсивно, поэтому циркуляционные насосы используют в больших отопительных контурах.

Для компактной системы хватает конвекционного теплообмена.

За регулировку температуры отвечает термостат, датчик температуры и давления, блок управления электрокотлом. От завоздушивания системы теплоснабжения предохраняет расширительный бак.

Преимущества

  • Очень простое подключение и обслуживание;
  • низкая стоимость электрокотлов и ТЭНов (от 500 рублей за штуку);
  • быстрый нагрев жидкости.

Недостатки

Недостатков у стержневых нагревательных элементов значительно больше:

  • низкий КПД из-за неэффективного способа преобразования энергии;
  • образование накипи на ТЭНах и попадание её в отопительный контур;
  • минимум автоматики в дешёвых моделях требует ручного управления;
  • вольфрамовая нить со временем перегорает, что приводит к замене нагревательного элемента;
  • есть вероятность повреждения оболочки ТЭНа и поражения электрическим током;
  • высокие пусковые токи и нагрузка на электрические сети во время работы;
  • большие габариты электрокотла.

Мощность отдельных нагревательных элементов не превышает 5–6 кВт. Этого достаточно для отопления дачного дома или использования в качестве аварийной системы обогрева.

Накипь существенно снижает эффективность нагрева, поэтому борьбе с ней и умягчению воды необходимо уделить пристальное внимание.

Способы снижения жёсткости воды для использования в системах отопления:

  • Химический метод с добавлением сульфата натрия или кальцинированной соды. Раствору дают отстояться и сливают чистую воду с осадка. После фильтрования и кипячения жидкость готова к использованию.
  • Сбор дождевой воды с последующей фильтрацией.
  • Использование талой жидкости.
  • Купить дистиллированную воду в магазине.

Электродные электрокотлы

Принцип действия основан на эффекте проводимости воды за счёт растворенных в ней солей металлов. На этом принципе работает простейший кипятильник из двух лезвий и все электродные нагревательные устройства.

Внимание! Заливать можно только обычную водопроводную воду, дистиллят или обессоленная жидкость нагреваться не будет.

Устройство электродного котла состоит из металлического корпуса покрытого защитным слоем, электрода, отводящих и подводящих патрубков. Фазный провод подключают к электроду, а нулевой — к корпусу. Контакт между катодом и анодом возможен только через теплоноситель.

Фото 2. Электродный электрокотел с металлическим корпусом и защитным слоем, отводящими и подводящими патрубками.

Электрический ток приводит в движение содержащиеся в жидкости ионы. Это хаотичное движение и нагревает воду. Высокая интенсивность нагрева позволяет применять компактные устройства с небольшим баком.

Если электродный котёл не развивает необходимой мощности, то причина кроется в слабой солёности воды. Исправить жидкость можно добавлением поваренной соли.

Плюсы

  • Высокая тепловая мощность;
  • самые компактные среди других видов электрокотлов;
  • простая и надёжная конструкция;
  • небольшой расход электроэнергии.

Отрицательные особенности

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 м 2 . 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.

Стоит ли устанавливать?

Прежде чем монтировать электрокотел, нужно рассчитать теплопотери дома при максимальной разнице температур.

Если установка электрического котла нецелесообразна, то его применяют в качестве вспомогательного отопительного прибора.

Оптимизировать работу помогает установка:

  • датчика температуры, защищающего систему от перегрева;
  • реле нагрузки, которое не даёт работать котлу при большой нагрузке на электросети;
  • реле времени (включает прибор в самые выгодные часы, например, ночью).
Читайте также  Конвекционный котел что это такое?

Полезное видео

Из видео можно узнать, как правильно подключить электрический котел и не ошибиться с фазами.

Заключение

Для любого электрокотла проводят заземление, а проводку используют согласно требованиям ГОСТа для мощных нагревательных устройств. Правильная установка и подключение — залог успешной и безопасной эксплуатации.

Какой электрокотел выбрать для отопления частного дома и как его подключить

Как работает электрокотел

Для того, чтобы правильно выбрать электрокотел для отопления дома, нужно знать его характеристики, и убедиться, что они соответствуют требованиям сети. Любой электрический отопительный котел для дома включает следующие элементы:

  1. Корпус. Внешняя оболочка, внутри которой собраны все детали котла;
  2. Теплообменник. Нагреватель и емкость с теплоносителем;
  3. Блок управления. Система управления, контроля и регулировки процесса.


Схема устройства электрокотла с ТЭНом

Как рассчитать мощность электрического котла

Перед тем, как покупать котел, необходимо сделать расчет требуемой мощности. Мощность котла должна учитывать лимиты на электроэнергию. Из-за ограничения электроэнергии, поставляемой местными электросетями, при превышении потребления срабатывает автомат, и система обогрева дома может оказаться обесточенной. Таким образом, при выборе мощности котла следует ориентироваться на расчеты, и не допускать превышения.

Ограничением может стать площадь сечения питающего электрического кабеля. При выборе однофазного или трехфазного котла необходимо проверить соответствие мощности оборудования сечению установленного кабеля. Кроме того, на рынке предлагаются котлы постоянной и переменной (модулируемой) мощности. Первые более предпочтительны, поскольку они не могут допустить превышения потребления электроэнергии.

Приблизительный расчет мощности учитывает площадь всех обогреваемых помещений в доме и делается по формуле: М = П x Куд. / 10м2

где М – мощность электрического котла (кВт);

П – площадь отапливаемых помещений;

Куд. – удельная мощность котла, зависящая от региона:

  • для холодного климата Куд. 1,2 – 2,0
  • для умеренного 1,0 — 1,3
  • для южных районов 0,7 – 0,9

Как показывает практика, для отопления дома площадью 100 м2 в средней полосе нужен электрический котел мощностью не менее 100 х 1 / 10 = 10 кВт. Кроме мощности, отопительное оборудование можно подобрать по площади и объему дома.

Как рассчитать мощность электрокотла по площади дома

Простейший метод выбора оборудования по площади дома основан на определении нормативных потерь тепла с метра отапливаемой площади. Но нормам для небольших строений до 200 кв.м потери тепла с 1 м2 площади составляют 0,1 кВт. При площади дома в 100 м2 расчетная сумма потерь составит 0,1 х 100 = 10 кВт. Прибавляя к полученным тепловым потерям 20% (поправка на аномальные холода), получим 12 кВт.

Таким образом, для дома 100 м2 понадобится электрический котел мощностью 12 кВт. Соответственно, для дома площадью 150 м2 необходимая мощность котла составит: 0,1 х 150 х 1,2 = 18 кВт. Для дома площадью 200 м2: 0,1 х 200 х 1,2 = 24 кВт

Как рассчитать мощность электрокотла по объему помещения

Расчет мощности элетрокотла для отопления дома по кубатуре основан на норме 4 – 8 Вт/ч электроэнергии на единицу объема. Результат окончательного расчета зависит от тепловых потерь всего дома и удельной величины этих потерь за сезон. Дополнительный коэффициент в расчетах зависит от потерь тепла через стены дома, окна, трубопроводы, проложенные в холодных помещениях и т.д. Продолжительность отопительного сезона в расчетах составляет 7 месяцев.

Какой электрический котел самый экономичный

Критерии, по которым подбирают котлы отопления для частного дома на электричестве, следующие:

  1. площадь отопления, от которой будет зависеть мощность котла;
  2. характеристики помещения;
  3. цены на оборудование;
  4. размер и вес отопительного котла;
  5. срок службы;
  6. экономичность котла.

Выбирать будем из следующих типов электрических котлов для отопления:

  • Индукционные. Основным рабочим узлом таких котлов котла является катушка индуктивности. Эти котлы имеют большую мощность, но крупные габариты и высокую стоимость.
  • ТЭНовые. Теплоносители в таких котлах нагреваются термоэлектрическими нагревателями (ТЭН), работающие с контроллерами мощности и температурными датчиками. ТЭН нагревает воду, которая передает тепло помещению. Недостаток таких котлов – отложение накипи, которая препятствует нормальной работе и выводит ТЭНы из строя.
  • Электродные. Наиболее экономичные котлы, примерно на 40% экономичнее тэновых. К преимуществам можно отнести также небольшие размеры, быстрый нагрев воды и отсутствие накипи при работе.

Электрокотлы, помимо перечисленных видов, могут быть также:

  • Настенными или напольными. Настенные котлы, как правило, маломощные, а используют их для отопления дачных домиков;
  • Одно- и трехфазными;
  • Одно- и двухконтурными.

Окончательное решение, какой самый экономичный электрокотел выбрать для дома, зависит от условий проживания. По моему мнению — это электродный котел, который предусматривает подключение к стандартной электрической сети и использует в качестве теплоносителя воду или незамерзающую жидкость.


Схема устройста электродного котла

Какой электрокотел лучше для отопления частного дома

Популярность электрических котлов определяется:

  • безопасностью;
  • невысокой стоимостью;
  • надежностью;
  • небольшими размерами;
  • простотой установки и эксплуатации;
  • бесшумной работой;
  • экологической чистотой.

Чтобы выбрать и купить лучший электрокотел, нужно:

  1. сделать расчет и определить необходимую мощность;
  2. определиться с типом котла;
  3. сравнить варианты выбранного типа и отобрать лучший.

Напомню, что перед покупкой нужно обязательно уточнить режим работы местных электросетей – возможно, сети не справятся с нужной нагрузкой, и покупка окажется напрасной.

Решая вопрос, какой электрический котел выбрать для отопления частного дома, большинство потребителей останавливаются на ТЭНовых котлах. Они намного дешевле электродных и индукционных котлов, и их легко обслуживать. Судя по отзывам покупателей, для отопление частного дома лучшим электрическим котлом на рынке РФ являются:

  • Польские агрегаты «KOSPEL EKCO» с КПД более 99%. Котлы этого производителя используются для радиаторного отопления и могут работать вместе с водонагревателями для горячего водоснабжения. Фирма предлагает ручные модели для малых помещений, а автоматические трехфазные модели котлов мощностью более 50 кВт для больших помещений. Недостаток котлов типичен для ТЭНового оборудования – образование накипи на нагревательных элементах. По отзывам покупателей, котлы этого производителя очень экономичны и надежны.
  • Электрокотлы российской фирмы «Галан» также популярны на отечественном рынке. Котлы трех уровней мощности этого производителя работают от обычной и трехфазной сети, и, по отзывам покупателей, вполне надежны.
  • Электродные котлы также неплохо зарекомендовали себя. Они более экономны, чем ТЭНовые и позволяют обходиться без тепловых элементов. Самым популярным котлом этой группы считаются модели «Гейзер» компании «Галан», мощность которых от 9 до 15 кВт. Известны на рынке также маломощные модели «Очаг» и большие котлы «Вулкан» мощностью до 50 кВт. Неудобства таких котлов – опасность поражения электротоком и обязательное привлечение специалиста для замены электродов.
  • Индукционные котлы представлены российскими моделями «SAV» компании ИНЭРА. Цена на такое оборудование высокая – от 30 до 160 тысяч рублей, что зависит от мощности (для индукционных котлов она составляет 2,5 – 100 кВт).


На фото польский электрокотел «KOSPEL EKCO.R1-6»

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.

Как сделать электрический котел своими руками

Электрокотлы для отопления частного дома на 220 вольт часто делают самостоятельно – это несложно, если есть необходимые материалы и навыки. Простейший котел представляет собой емкость из металла, в которой установлены ТЭНы. Обычно самостоятельно делают котлы мощностью 6 кВт – такого оборудования достаточно для отопления небольшой квартиры или дачного дома. Котел, сделанный своими руками, обойдется, как минимум, наполовину дешевле купленного. Самостоятельно можно изготовить ТЕНовый или электродный котел.

Материалы для изготовления котла на ТЭНах

Для такого котла понадобится резервуар любой формы, в котором воду будут подогревать ТЭНы. Резервуар можно изготовить из трубы д. 150 мм. Для небольшого котла достаточно 2-3 ТЭНа, стоимость каждого около 10 долларов. Материалы:

  1. труба стальная д. 150 мм;
  2. пластины круглые л. 150 мм, 2 шт.;
  3. патрубки д. не меньше, чем контура – 3 шт.;
  4. ТЭНы;
  5. гайки;
  6. воздухоотводчик автоматический;
  7. шаровой кран.
Читайте также  Экономайзер в котельной что это такое?

Материалы для изготовления электродного котла

Для изготовления электродного котла своими руками понадобится:

  1. труба 50 мм;
  2. стальной пруток 20 мм;
  3. фланец и муфта с внутренней резьбой (2 шт.);
  4. любой диэлектрик;
  5. уплотнительная резина;
  6. болты, гайки.

Подробные инструкции по изготовлению изложены на многих сайтах в интернете, поэтому не станем повторяться. Там же можно посмотреть описания и схему подключения простейшего блока управления с термодатчиком.

Как работает электрокотел и какой выбрать в дом?

Электрокотел — это устройство, используемое в системах отопления для нагрева воды при помощи электрического тока. Применяется для отопления жилья и производственных зданий.

Электрические отопительные котлы, несмотря на дороговизну электроэнергии, очень распространены. Для этого есть причины: они устроены достаточно просто и несложны в эксплуатации. Особенно замечателен их КПД, электрокотел – единственное устройство в технике, где он достигает практически 100%. Если мощность котла не превышает 15 кВт, то для его установки не требуется трехфазной линии, а также никаких согласований и разрешений. У электрических котлов самая низкая пожароопасность, хотя она и существует, но ниже, чем у котлов, основанных на сжигании топлива.

  • 1 Виды электрических котлов
  • 2 Индукционные котлы
    • 2.1 Достоинства
    • 2.2 Недостатки
  • 3 Реостатные котлы
    • 3.1 Достоинства
    • 3.2 Недостатки
  • 4 Электродные котлы
    • 4.1 Достоинства
    • 4.2 Недостатки
  • 5 Какой котел выбрать?

Виды электрических котлов

По способу действия современные электрокотлы делятся на три группы:

  1. Индукционные.
  2. Реостатные (котлы с ТЭН’ами).
  3. Электродные.

Реостатные котлы в истории техники появились первыми. Они были очень распространены еще во второй половине прошлого века. Электродные и индукционные появились позже, они ближе к нашему времени. Они имеют свои преимущества, но и более сложны в некоторых отношениях. Далее мы рассмотрим все эти приборы подробнее.

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.

Недостатки

  • высокая стоимость;
  • шум при работе;
  • возможность электромагнитных помех от преобразователя.

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.

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).

Электродные котлы

Выпускаются на рабочее напряжение 220 В, мощностью до 7 кВт. Габариты котла приблизительно 50-70 мм в диаметре и 400-500 мм по высоте. Масса 3-8 кг.

Эти изделия отличаются особо малыми размерами, и представляют собой два концентрических электрода, один из которых является корпусом, а второй центральным стержнем. Теплоносителем для таких котлов является не простая вода, а особо составленный электролит (антифриз), с нормированным удельным сопротивлением порядка 1000…1500 Ом/см^3. Используется та же электрическая проводимость, но в этом случае проводником является жидкость в объеме котла.

Электродные котлы имеют мощность порядка 4…7 кВт и работают при напряжении 220 В. Диаметр такого котла около 50 мм при длине 300…500 мм. Это самые маленькие котлы.

За счет разницы температур в котле начинается движение воды в системе с быстрым подъемом давления вначале. При эксплуатации электродных котлов эта особенность может привести к разгерметизации системы, если она находится при пониженной температуре. Поэтому целесообразно в такой системе использовать циркуляционный насос. Также учитывайте малый объем котла и используйте теплообменник с большим количеством воды, чтобы запасти в системе тепло, на случай временного отключения электроэнергии. Этот же теплообменник (бойлер) может быть использован для получения горячей воды.

С электродными котлами можно использовать далеко не любые радиаторы. Это обусловлено составом электролита. Он несовместим с железом: сталь, чугун, так как из-за коррозии будет меняться удельное сопротивление электролита и электрические характеристики котла. Используйте только алюминиевые радиаторы и металлопластиковые трубы.

Электродный котел в обязательном порядке требует особо качественного заземления и правильного подключения. Корпусной электрод подключается к нейтрали сети, а центральный – к фазе. Корпус заземляется, так что весь электрический потенциал, который может быть опасным, падает в промежутке от центрального электрода до корпуса.

Мощность электродного котла можно регулировать либо мощным автотрансформатором (очень дорогой способ), либо преобразователем напряжения с ШИМ, тоже не очень дешевый. Более простой способ и самый дешевый заключается в периодическом включении с определенной скважностью или от датчиков температуры, но это тот же метод ШИМ, просто на очень низкой частоте. Последний способ приводит к броскам тока в сети и мерцанию ламп. Еще один способ – параллельная работа нескольких котлов, когда каждый очередной подключается по мере необходимости.

Несмотря на использование переменного тока, постепенное растворение электродов происходит, и мощность котла снижается. В таком случае (раз в несколько лет) делается замена центрального электрода.

Достоинства

  • исключительно малые размеры;
  • быстрый нагрев воды;
  • невысокая стоимость.

Недостатки

  • требуется качественное заземление;
  • работают только на специальном теплоносителе (вода не допускается);
  • растворение электродов;
  • сложно регулировать мощность.

Какой котел выбрать?

Преимущества и недостатки электрокотлов довольно неплохо уравновешивают друг друга. Если потребителю важно полное отсутствие шума, то лучшим будет выбор котла с тенами. При недостатке места для установки оборудования лучше всего подойдет электродный отопитель, или группа таких котлов. Этот вариант занимает меньше всего места. Однако, электродные котлы могут создавать небольшой шум или свист, за счет движения воды в полости с электродом. Электродные котлы более динамичны и быстрее реагируют на перепады температуры.

Индукционные котлы имеют большую надежность, и служат до полувека. Они подойдут тем, кого интересует надежность. Наиболее частой неполадкой может быть выход из строя преобразователя, но в качественных моделях при хорошем обслуживании он ремонтируется очень быстро, и отопление работает практически без остановки. Для полного снижения шума придется использовать отдельное помещение. Индукционные котлы отличаются от других хорошей экономичностью, но стоят дорого и подходят для коттеджей, но не для небольших домов.