Принцип работы электрокотла для обогрева дома

Устройство и принцип действия электрического котла для обогрева дома

Применение электричества для отопления является распространенным способом обогрева дома. Этот метод экологически безопасен (не воздействует на окружающую среду) и удобен.

Единственными факторами, ограничивающие распространение такого отопления, являются:

  1. Тарифы на электроэнергию и их рост в перспективе.
  2. Расходы потребителя на подвод и подключение к жилью электрической мощности, необходимой для обеспечения комфорта.

Когда пользователь определяется с топливом для котла, он бывает ограничен в выборе. Рядом с его домом отсутствуют сети природного газа и централизованного теплоснабжения, а рынка древесных или сельскохозяйственных отходов нет.

Тогда электрический котел становится единственной альтернативой и основным источником тепла. В бивалентных отопительных системах он становится резервным в комбинации с котлами на газе, твердом/жидком топливе или тепловыми насосами.

  • 1 Достоинства и недостатки электрических котлов
  • 2 Устройство электрокотла
  • 3 Принцип действия
    • 3.1 Котел с ТЭНом
    • 3.2 Электродный котел
    • 3.3 Индукционный
  • 4 Типы электрокотлов
  • 5 Расчет мощности электрокотла для отопления дома

Достоинства и недостатки электрических котлов

Разбираясь с положительными и отрицательными сторонами электрического котла отопления, нужно рассматривать их в зависимости от вида нагревательного элемента.

К плюсам индукционного нагрева относят:

  1. Самая большая эффективность при нагреве (до 99,5 %) при небольших размерах агрегата.
  2. Длительный срок службы (до 30 лет) и надежность устройств, единичная мощность которых до 60 кВт.
  3. Теплоносителем может быть не только вода, но и незамерзающие жидкости или масло.
  4. Безопасная эксплуатация и небольшие затраты на сервис.

Недостатков немного – высокая стоимость, сложности в обвязке трубами и подсоединении электропитания.
Преимуществами электрокотла с трубчатыми электронагревателями являются его относительно небольшая цена; он быстро нагревает воду, а обслуживание и подключение к отоплению максимально упрощены.

Минусов же гораздо больше:

  1. Косвенный способ поднятия температуры жидкости уменьшает кпд до 97…98 %.
  2. Нужна водоподготовка, т.к. в противном случае во время нагрева на корпусе нагревательного элемента появляется накипь, ухудшающая теплообмен и разносимая по разводке и радиаторам.
  3. Не компактная конструкция.
  4. Большая нагрузка на электросеть при эксплуатации и броски тока при включении.
  5. Когда ТЭН работает, вольфрамовая проволока внутри него испаряется и выгорает, требуя замены всей детали.
  6. Возможно разрушение корпуса нагревателя и появления опасности удара электричеством.
  7. Агрегаты имеют упрощенную автоматику, требуя дополнительных вложений.

Достоинства электродного котла – он компактнее всех перечисленных выше агрегатов, при большей удельной мощности; отличается низким энергопотреблением, надежностью и простотой конструктивной схемы. Но его установка и подключения не простые.

Работает он только на максимуме мощности, поэтому управление ею идет в режиме «старт — стоп». Электроды подвержены эрозии, покрываются накипью и поэтому периодически заменяются. В качестве теплоносителя используется определенный состав воды. А изменение количества солей в ней влияет на теплоотдачу.

Устройство электрокотла

В самом общем случае устройство электрокотла выглядит так. Имеется стальная емкость с патрубками для подключения подающего и обратного трубопровода системы обогрева. В нее встроены разные по конструкции устройства для нагрева котловой воды – индукционные катушки, электроды или ТЭНы.

Они определяют стоимость котельного агрегата (в порядке убывания). В ряде случаев предусмотрены теплоизоляция частей оборудования, соприкасающихся с нагретой водой, встроенный циркуляционный насос для нее и другое. Обязательно есть элементы автоматики (отводчики воздуха, термисторы, манометры и т.д.), защит (от перегрева, утечки тока) и управления тепловой мощностью.

Принцип действия

Принцип работы электрического котла разных типов имеет главное сходство – он повышает температуру воды или другой жидкости. Различия в видах оборудования заключаются лишь в способе преобразования электроэнергии в теплоту.

Котел с ТЭНом

Для котельного оборудования с ТЭНами электрический ток проходит через проволоку с высоким сопротивлением (вольфрам), заставляя ее разогреваться.

Полученное тепло через засыпку из кварцевого песка и корпус нагревателя переходит к воде, движущейся внутри бака котла, далее попадая к радиаторам систем отопления либо к змеевику «теплого» пола.

Электродный котел

У электродных котлов все происходит немного иначе. К его цилиндрическому корпусу из стали подключают «нулевой» провод, внутрь по оси устанавливают металлический электрод с подсоединенной «фазой».

Внутри с помощью насоса заставляют двигаться недистиллированную воду из отопления, которая является проводником с определенным электрическим сопротивлением. Т.о. при пропускании через эту жидкость электричества она будет нагреваться. Степень роста температуры зависит лишь продолжительности воздействия электротока и его силы.

Индукционный

В индукционном котле нагрев воды идет из-за явления электромагнитной индукции. По катушке, обмотанной проводом, пропускают электричество. При этом одновременно внутрь нее помещается сердечник из металла. Вокруг катушки возникают т.н. вихревые токи, греющие массив сердечника, омываемый, в свою очередь, водой. Таким образом теплоту воспринимает теплоноситель.

Типы электрокотлов

Электрические котлы можно условно классифицировать следующим образом:

  • по установке – настенные или напольные;
  • назначение – только для обогрева (одноконтурные) либо для отопления совместно с горячим водоснабжением (двухконтурные);
  • по питающему напряжению и тепловой мощности соответственно – одно- (до 6 кВт) и трехфазные (более 6 кВт).

В зависимости от области применения электрокотлы бывают бытовыми и промышленными.

Расчет мощности электрокотла для отопления дома

При выборе электрического котла нужно определить его мощность. Для этого вычисляют теплопотери через ограждения – наружные стены, потолки, полы и окна, зная их площади. Сначала определяют температуры внутри (в зависимости от их функций) и снаружи помещений), а затем рассчитывают суммарные утечки теплоты. Добавив 20 % запаса, получают требуемую тепловую мощность агрегата.

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.

Читайте также  Минимальное расстояние от потолка до кондиционера

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.

Как работают ТЭновые, индукцикционные и электродные электрокотлы

По данным статистики свыше 80 процентов россиян живут в городе. Жизнь в крупном населенном пункте имеет свои преимущества, однако недостатки городской жизни видны невооруженным глазом. Скученность, шум, плохая экология приводят к тому, что мало кто из взрослых горожан не задумывался о постройке или покупке загородного дома, чтобы иметь возможность на лоне природы отдохнуть от суеты и толкучки города. Некоторым людям удается реализовать свою мечту.

Разновидности котлов

В российском климате жить без отопления жилища зимой невозможно. Но не во всех сельских местностях доступно подключение к централизованному отоплению. Следовательно, требуется автономный источник обогрева.

Но вряд ли кто-то из горожан будет строить в частном, пусть и небольшом, доме традиционную русскую печь, при помощи которой можно отапливать помещение, готовить на ней пищу. Слишком уж экзотичный и трудоемкий вариант обогрева для наших дней.

Практически все люди в этой ситуации предпочтут установить отопительный котел (ОК). Промышленность предлагает самые разные виды отопительных установок. По видам используемого топлива различают котлы:

  • газовые;
  • твердотопливные;
  • жидкотопливные;
  • электрические.

Кроме них, выпускаются котлы комбинированные или универсальные. Называются они так, потому что могут работать на двух и более источниках энергии. Например, на газе и электричестве или на дровах и газе. Самые продвинутые модификации могут использовать жидкое, твердое, газообразное топливо и электричество.

Какой тип котла выбрать для частного дома? Выбор зависит от ряда параметров – площади помещения, наиболее доступного топлива, безопасности, простоты обслуживания, цены.

В частности, в доме небольших размеров не имеет смысла установка мощного многотопливного канала. Стоит он дорого, для него требуется отдельное помещение. Затраты не окупятся. Но в данном случае отлично подойдет электрокотел.

Преимущества и недостатки электрокотлов

Электрокотлы пользуются большой популярностью у владельцев загородных домов и дач, так как обладают определенными преимуществами по сравнению с другими ОК:

  • компактные размеры и небольшая масса устройства;
  • отсутствует необходимость подводки газовых труб или постоянного пополнения топлива (дров, дизеля и т.д.);
  • нет нужды в устройстве вентиляции для отвода продуктов сгорания топлива;
  • безопасная эксплуатация;
  • относительно низкая цена;
  • простота монтажа и обслуживания.

В то же время нельзя обойти вниманием два характерных недостатка, присущих электрокотлам. Первый из них – высокая стоимость электроэнергии. Второй – электрическая сеть должна обладать достаточной мощностью для подключения котла.

Типы электрокотлов

Все они делятся на большие группы в зависимости от того, каким способом осуществляется нагревание теплоносителя:

  • ТЭНовые;
  • индукционные;
  • электродные.

В котлах первой группы используются ТЭНы (трубчатые электронагревательные элементы).

Принцип работы электрокотла для обогрева дома с использованием электродов основан на способности теплоносителя нагреваться, когда через него проходит электрический ток.

Принцип действия индукционного котла базируется на способности ферромагнетиков нагреваться под воздействием индукционного тока.

Различаются ОК по величине используемого электрического напряжения. Котлы небольшой мощности (до 6 киловатт) работают на одной фазе (220 вольт), ОК большей мощности подключаются к трехфазной сети напряжением 380 вольт.

Котлы бывают одно- и двухконтурные. Одноконтурные предназначены исключительно для отопления, двухконтурные для отопления и подогрева воды для бытовых нужд.

Электрокотел на ТЭНах

ТЭНовые котлы

Устройство электрокотла для отопления на ТЭНах довольно простое. Один или несколько трубчатых нагревателей располагаются в теплообменнике, через которые циркулирует вода или другой теплоноситель. В корпусе ОК находится автоматика, регулирующая температуру воды, а также включающая и выключающая нагревательные элементы.

ТЭН – это трубка в форме латинской буквы U, сделанная из меди или нержавеющей стали. Внутри проложена спираль, изготовленная из вольфрама или нихрома. В качестве изолятора используется керамика или кварцевый песок.

Как работает электрокотел такого типа? Напряжение подается на концы ТЭНа. Ток, проходя по спирали, нагревает ее. Тепло отдается через песок или керамику, металлический корпус теплоносителю. Циркуляцию теплоносителя по контуру отопления обеспечивает циркуляционный насос.

Чем хорош ТЭНовый агрегат? Прежде всего простотой установки и низкой ценой котла. В плюс можно записать быстрый нагрев жидкости. Существенным недостатком является образование накипи на ТЭНах, что снижает эффективность установки. Чтобы накипь образовывалась в меньших количествах, в воду добавляют сульфат натрия, кальцинированную соду или используют дистиллированную воду.

Электрокотел индукционного типа

Индукционные котлы

Бытовые котлы индукционного типа появились в 90-х прошлого столетия. Его основные элементы: индукционная катушка и сердечник. Катушка под воздействием электротока генерирует переменное магнитное поле, порождающее вихревые токи в сердечнике. Под их действием сердечник нагревается и передает тепло теплоносителю.

Котлы индукционные хороши тем, что они очень надежны и долговечны. ОК индукционного типа может прослужить три десятка лет. Он безопасен в эксплуатации. В качестве теплоносителя можно использовать любую подходящую жидкость. Недостатки — довольно высокая цена и значительная масса. Даже небольшой котел весит около двадцати килограммов.

Электродный или ионный электрокотел

Электродные электрокотлы

Иногда такие ОК называют ионными. В роли проводника тока выступает теплоноситель. Ток возникает из-за разницы потенциалов на помещенных в теплоноситель электродов. Текущий через теплоноситель ток вызывает его нагревание.

Принципиальная схема

К достоинствам относят высокую экономичность, надежность и быстроту нагрева электрокотлов. В минусы можно записать необходимость в специальном теплоносителе, поскольку обычная вода не годится.

Читайте также  Как на кондиционере включить горячий воздух lg?

Принципы выбора электрокотла

При покупке котла нужно учесть еще несколько факторов. Очень важным параметром является мощность котла. Она у современных ОК варьируется от 2,5 кВт до 60 кВт. Слабенький котел не справится с обеспечением теплом помещения, излишне мощный приведет к необоснованным расходам электроэнергии и денег.

Нужная мощность рассчитывается по специальной формуле. Чтобы выяснить мощность, потребуется площадь помещения умножить на удельную мощность (УД). Второй показатель устанавливается отдельно для каждого региона. Полученную в результате умножения цифру нужно разделить на 10. Допустим, дом находится в Подмосковье, где УД равна 1, 2 кВт. Площадь дома 200 квадратных метров.

Следовательно, электрокотел должен обладать мощностью не менее 24 кВт. Однако приведенная формула справедлива только по отношению к одноконтурным моделям. Если предусматривается горячее водоснабжение мощность необходимо увеличить на 20 процентов.

Заслуживает внимания при выборе регулировка мощности. Она бывает двух типов:

  • ступенчатая;
  • плавная.

Первый тип регулирования используется в аппаратах с независимыми электрическими нагревателями. Как правило, при таком варианте регулировке котел можно эксплуатировать на 25, 50, 75 и 100 процентов запроектированной мощности.

Для плавного регулирования необходим реостат.

В дешевых агрегатах, мощность которых мала, возможность регулирования отсутствует.

При покупке ОК, рассчитанного на 380 вольт, нужно, чтобы имелась возможность подвести к дому трехфазную линию электропередачи.

Следует посмотреть на какое количество контуров ОК рассчитан. Электрокотлы обычно не используют для нагрева двух контуров, поскольку потребляют слишком много электроэнергии.

Важное значение имеет автоматика ОК. Она обеспечивает безопасность работы агрегата и позволяет рационально расходовать электроэнергию, регулируя температуру. Практикуется установка двух типов терморегуляторов:

  • механического;
  • электронного.

Терморегулятор механического типа функционирует либо на сильфонах, заполненных газом или жидкостью, либо на биметаллических пластинах. Когда температура достигает заданного значения, терморегулятор размыкает электрическую цепь. После того, как температура упадет ниже определенного уровня, терморегулятор снова включает ОК. Механическая автоматика проста, отличается устойчивостью к перепадам напряжения, однако недостаточно чувствительна. Возможны отклонения от установленной температуры на два-три градуса.

Электронная автоматика может контролировать, как температуру помещения, так и теплоносителя. Она отличается высокой чувствительностью и точностью в работе. Температур может изменяться при помощи пульта управления, так и заранее заданными программами. Стоимость такой автоматики выше механической.

Все электрокотлы отличаются компактными размерами. Самого маленького размера – электродные ОК. Их длина может достигать всего срока сантиметров. Их можно крепить прямо на трубе с циркулирующим теплоносителем.

ОК продаются в базовой комплектации и с дополнительными опциями (расширительный бак, выносной терморегулятор и т.д.) Они могут понадобиться, а могут и нет. Прежде чем отказаться от покупки дополнительных устройств, следует просчитать результаты такого шага. Если их понадобится докупать после покупки базового варианта электрокотла, это обойдется дороже.

КПД практически у всех современных моделей находится на уровне 95-98 процентов.

Корпуса ОК могут быть изготовлены из различных материалов (сталь, медь, пластик и т.д.). Материал влияет на прочность корпуса и пожарную безопасность.

На цену агрегата влияют несколько факторов:

  • мощность;
  • количество контуров;
  • дополнительные опции;
  • тип ОК;
  • производитель.

Например, электрокотлы известных европейских брендов будут стоить, конечно, дороже, чем китайские или российские. ТЭНовые ОК стоят меньше, чем электродные или индукционные.

Российский электрокотел «Zota»

Популярные производители

На рынке котлового оборудования присутствуют фирмы, продукция которых, по мнению потребителей и экспертов, заслуживает самой высокой оценки. В их числе котлы немецких компаний «Vaillant», «Buderus», «Bosch». Они производят ОК разных мощностей, разной комплектации, но их все отличает великолепное немецкое качество.

Хорошо зарекомендовали себя итальянские («Ferroli»), польские («Kospel) и чешские («Protherm») электрокотлы. Они стоят немного дешевле немецких.

Из отечественных брендов надежностью и хорошим качеством отличаются котлы «Zota», «РусНИТ» и «Эван». Их цена ниже, чем у импортных аналогов.

Электрокотел в доме без центрального отопления – вещь, без которой нельзя обойтись. Котлов на рынке много хороших и разных. Чтобы котел работал долго и надежно, нужно правильно выбрать оптимальный агрегат для конкретного дома, воспользоваться помощью профессионалов при его монтаже, и соблюдать правила его эксплуатации.

Сравнительный анализ электрокотлов различного типа производится в видео.

О том, как монтируется котел электродного типа, можно посмотреть в видеоматериале.

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.
Читайте также  Термо ролл knauf insulation что это?

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).

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.

Как выбрать электрический котел: виды, отличия, принцип работы

Что такое электрический котел

Электрический котел – это устройство отопления, преобразующие электроэнергию в тепловую. Электрокотлы используются для обогрева жилых помещений, коммерческих и промышленных объектов.

Плюсы электрокотлов

  • Электрические котлы характеризуются рядом преимуществ по отношению к котлам на других видах топлива
  • Высокая эффективность – КПД электрического котла отопления достигает 99%, в то время как другие отопительные устройства выдают от 60 до 93% тепла.
  • Возможность установки в любых помещениях. Электрокотлы гораздо компактнее и легче других отопительных устройств, они не требуют специального помещения для размещения и пожаробезопасны, так как не имеют открытого пламени. Часто монтируются на стене — в ванной или на кухне, позволяя экономить пространство.
  • Комфорт в эксплуатации. Не нуждаются в специальном обслуживании — чистке, доставке и хранении топлива, установке дымохода, т.к. не вырабатывают продукты сгорания.
  • Электрические котлы имеют высокую степень автоматизации работы, возможность дистанционного управления и ступенчатого регулирования мощности котла.
  • Почти все современные котлы укомплектованы циркуляционным насосом и расширительным баком, а также элементами группы безопасности.
  • Могут использоваться в качестве дополнительного источника тепла
  • Станут оптимальным решением, когда нет доступа к возможности подключиться к газовой магистрали.

Стоит помнить, что электрокотлы напрямую зависят от электроэнергии, поэтому покупать их стоит только при наличии достаточной электрической мощности, если у Вас нет перебоев с электроснабжением.

Виды электрических котлов

Какие бывают электрические котлы?

Электрокотлы различаются по мощности:

  • 6 — 30 кВт — подходят для обогревания квартир и частных домов;
  • 30 — 100 кВт — полупромышленное оборудование;
  • От 100 кВт — промышленные электрические котлы.

По напряжению в подключаемой сети котлы бывают однофазные (220 В) и трехфазные (380 В). Модели небольшой мощности обычно бывают универсальными – они могут работать от обоих типов сетей.

По конструкции электрические котлы отопления делятся на тэновые, электродные и индукционные.

  • В тэновых электрокотлах теплоносителем является жидкость, нагрев которой происходит в проточном режиме за счет наличия ТЭНов. Это дешевые котлы, способные работать с различными видами теплоносителей, в том числе, и с незамерзающими жидкостями. Они имеют возможность регулировать потребляемую мощность, отключая или включая в работу определенного количество ТЭНов. Но в котлах с такой конструкцией постепенно образовывается накипь, что приводит к ухудшению теплоотдачи и к увеличению потребления электроэнергии.
  • В электродных котлах теплоносителем является вода, подогреваемая электродом, который отдает жидкости электрический заряд, чем вызывает ее сопротивление и провоцирует высвобождение ионов. Электродные электрические котлы компактны, недороги, безопасны в случае утечки воды, имеют плавный выход на номинальную мощность. Но данные котлы потребляют только переменный ток, выдвигают высокие требования к электролитическим характеристикам воды и к отопительным приборам, нуждаются в обязательном заземлении и установке циркуляционного насоса. Кроме того, электроды периодически придется заменять. Также недостатком таких котлов является то, что нужен контроль за электропроводностью теплоносителя.
  • Работа индукционных котлов основана на принципе индукционного нагрева. Катушка индуктивности герметично упакована и напрямую не контактирует с теплоносителем. Индукционные котлы исключают поломку нагревательного элемента и течи, в них минимально образование накипи. Электрически безопасны и могут использовать любые теплоносители. Но цена данных электрокотлов выше, чем электрических котлов отопления с другой конструкцией.

Отличия тэновых, электродных и индукционных котлов

Производители и продавцы приборов отопления всегда пытаются манипулировать показателем КПД в свою пользу. Нам же просто нужно усвоить, что у всех типов котлов он отличается незначительно, и составляет 95 — 98%. Все утверждения о том, что какому-то производителю удалось создать суперэкономный котел в связи с применением особых инновационных технологий, не что иное, как рекламный трюк, направленный на увеличение продаж.

Еще никому не удалась (и не удастся никогда) обмануть физический закон сохранения энергии, который гласит, что любая энергия не может появляться ниоткуда, а только может превращаться из одного вида в другой. В нашем случае, из электрической — в тепловую энергию.

Тэновые котлы

Достоинства тэновых котлов

  • Простое устройство и монтаж
  • Низкая стоимость
  • Способны работать с различными видами теплоносителей, в том числе, и с незамерзающими жидкостями.
  • Предоставляют возможность регулировать потребляемую мощность, в зависимости от конкретных потребностей, отключая или включая в работу определенное количество ТЭНов.
  • Ремонтопригодность — при неисправности ТЭНы легко заменяются

К недостаткам тэновых котлов можно отнести

  • Образование накипи на ТЭНах, что приводит со временем к ухудшению теплоотдачи, а, следовательно, и к увеличению потребления электроэнергии.
  • Относительно большие габаритные размеры.

Электродные котлы

Достоинства электродных котлов

Стоит рассматривать, как и любой другой котел, с точки зрения, присущих им достоинств и недостатков. К достоинствам электродных котлов надо причислить:

  • Компактность. Эти котлы действительно очень компактны и, практически, незаметны в общей конструкции системы.
  • Плавный выход котла на номинальную мощность.
  • Низкую стоимость
  • Невозможность аварийной ситуации в случае утечки воды. Если в системе исчезнет вода, то котел просто не будет работать, не вызвав при этом никаких опасных последствий.

Недостатки электродных котлов

  • Потребляет только переменный ток, при постоянном токе произойдет электролиз воды.
  • Высокие требования к электролитическим характеристикам теплоносителя, при их изменении качество работы (выработка тепла) резко снижается. Необходим контроль за электрической проводимостью теплоносителя.
  • Требует обязательного заземления (впрочем, как и любой нагревательный прибор с водяным тэном). При этом риски поражения электротоком в случае пробоя изоляции выше, чем у тэновых водонагревателей.
  • Температура нагрева теплоносителя не должна превышать 75°С, иначе энергопотребление котла серьезно возрастет.
  • Образование накипи на электродах снижает мощность котла, поскольку препятствует ионизации теплоносителя.
  • Высокие требования к качественным характеристикам отопительных приборов.
  • Обязательное оснащение отопительной системы циркуляционным насосом.
  • Износ электродов, вызванный переменным напряжением тока, требующим их периодической замены.
  • В завоздушенном отопительном контуре, содержащем теплоноситель-электролит, многократно ускорятся коррозийные процессы.
  • В одноконтурной системе использование нагретой воды для бытовых нужд недопустимо.
  • Пусконаладочные работы требуют привлечения специалистов — самостоятельно понизить омическое сопротивление воды с повышением ее проводимости до оптимального уровня, практически невозможно.
  • Электропроводность теплоносителя в процессе эксплуатации изменяется, необходимо ее контролировать, а значит, обладать соответствующими знаниями и оборудованием.

Индукционные котлы

Достоинства индукционных котлов

  • Отсутствие нагревательного элемента. Важный фактор, исключающий поломки, из-за выхода со строя нагревательного элемента.
  • Полное отсутствие в конструкции котла разъемных соединений, что исключает течь и необходимость какого-либо ремонта и обслуживания.
  • Образование накипи сведено к минимуму.
  • Использование любых теплоносителей, в том числе незамерзающих жидкостей.
  • Электрическая безопасность.

Недостатки индукционных котлов

  • Высокая стоимость, по сравнению с тэновыми и электродными котлами.
  • Относительно большие габариты.
  • Высокая стоимость монтажа

Исходя из баланса достоинств и недостатков, мы считаем классические ТЭНовые электрокотлы оптимальным вариантом для широкого применения.

Устройство и принцип работы электрического тэнового котла

В термоизолированной емкости расположены несколько трубчатых электронагревателей (ТЭНов). Циркуляционный насос подкачивает теплоноситель в емкость, ТЭНы нагревают его. Далее горячий теплоноситель через выходной патрубок поступает в отопительную систему и отдает тепло отопительным приборам — радиаторам, конвекторам.

ТЭНы могут включаться одновременно, для достижения максимальной мощности нагрева, или отдельно, в целях ступенчатой регулировки.

Как выбрать электрический котел для отопления дома

Первое, на что следует обратить внимание — мощность котла. Упрощенно считается что 1 кВт способен обогреть 1 кв.м площади, но это грубый расчет — чтобы быть уверенным, что мощности будет достаточно, вы не замерзнете или не переплатите за лишние киловатты — лучше сделать тепловой расчет. Далее необходимо определиться с назначением электрокотла. Если необходимо только отопление, подойдет любой одноконтурный электрический котел. Если требуется также подготовка горячей воды, подойдет электрический котел со встроенным бойлером (или можно к одноконтурному котлу докупить и подключить бойлер косвенного нагрева). В зависимости от бюджета и желаемых возможностей устройства подбирается комплектация котла — устройства безопасности, автоматика и т.д.

Если вы не нашли ответа на свой вопрос, пожалуйста, оставьте его в комментариях под статьей — и мы обязательно ответим вам.