Стоит ли использовать электродные котлы для отопления частного дома

Содержание

Выбор электрического котла


Одним из наиболее распространенных электрических котлов является тэновый. Принцип работы данного отопительного котла заключается в нагревании теплоносителя (обычно вода) в резервуаре, с помощью простого электрического нагревателя (тэна). При помощи насоса горячая жидкость циркулирует по системе отопления отдавая тепло помещению.

Электродный котел работает иначе. Электрод помещен в трубу, через которую течет теплоноситель, второй полюс на металлическом корпусе этой трубы. Принцип основан на том, что вода является электролитом и проводит электрический ток. Схема станет понятной, если вспомнить старые армейские кипятильники, состоящих из двух лезвий. Принцип работы примерно одинаковый. Когда через воду проходит достаточно сильный ток, она нагревается.

Главное и единственное достоинство таких котлов — это компактность. Диаметр отверстия в пределах 7-10 см. Длина зависит от мощности и варьируется от 25 до 70 см.

К минусам стоит отнести:

  • Недолговечность. Электрод со временем растворится в воде и понадобится его замена,
  • Подобные котлы требовательны к составу воды. Если вода не насыщена минеральными солями, ток через воду не будет течь. Если же, наоборот, солей слишком много — это приводит к замыканием. Вода начинает кипеть и испаряться.

Следующий вид электрокотла — индукционный.

Принцип работы индукционного котла заключается в том, что если на ферромагнитный стержень навить катушку и пустить достаточно большой переменный ток образуется электромагнитное поле. Наведенное электромагнитное поле заставляет колебаться частицы этого стержня с нарастающей скоростью. Он, соответственно, начнет разогреваться.

Устройство котла

Внутрь трубы из диэлектрика помещен металлический стержень или другой предмет из ферромагнетика. Снаружи навита катушка индуктивности. Как только в катушку подается ток, стержень нагревается и отдает тепло проходящей воде.

Достоинства данного агрегата — долговечность, данный котел лишен изнашивающихся элементов, и даже накипь внутри трубы практически никак не влияет на эффективность работы котла.

Самый распространенный тип электрокотла — радиаторный. Это обычный алюминиевый радиатор, в крайней секции которого находится электронный блок, включающий тэн и терморегулятор. Батарея заполняется обычно водой или альтернативным теплоносителем.

Кого-же в данном сегменте котлов выделять в качестве лучшего? Какой тип выбрать, чтобы было всегда тепло в своем частном доме? Маркетологи в данном сегменте стараются очень сильно, продвигая индукционные и электродные котлы. Мы по сей день относимся к этой теме весьма скептически (но это мы) и отдали бы свое предпочтение обычным ТЭНовым моделям.

По праву лучшими в этом сегменте можно назвать котлы Protherm Scat и его полный аналог Vaillant Eloblock. Их нельзя назвать дешевыми, но и при этом дорогими. Они хоть и ТЭНовые, но при этом полностью автоматизированы и за счет своей автоматики позволяют дополнительной экономить на электричестве.

Как выбрать электрокотел для отопления частного дома

Одноконтурный или двухконтурный

Одноконтурные электрокотлы подогревают теплоноситель в одном контуре – контуре отопления. Двухконтурные же рассчитаны как на отопление, так и на горячее водоснабжение (ГВС). При этом санитарная вода из контура ГВС не смешивается с технической из контура отопления.

Двухконтурные электрические котлы стоят всего на 10-30% дороже одноконтурных аналогов и являются наиболее бюджетным способом организации горячего водоснабжения дома. Однако популярностью они пользуются лишь у хозяев с относительно неограниченным бюджетом, поскольку и так недешевая электроэнергия расходуется еще и на подготовку санитарной воды.

Однофазное или трехфазное питание

От стандартной однофазной сети (220-230 В) работают маломощные модели до 6 кВт включительно. Все более мощные модели требуют организации трехфазной электросети, это стоит учитывать до покупки электрокотла. В противном случае мощности однофазной сети будет попросту недостаточно, котел не сможет обеспечить максимальную теплопроизводительность, вода будет дольше нагреваться до заданной температуры, а в сильные морозы теплопроизводительности может вовсе не хватить.

Функционал автоматики

Самые недорогие модели электрических котлов работают по принципу «Вкл/выкл». Мы рекомендуем к выбору электрокотлы по крайней мере с 3-х ступенчатой регулировкой мощности, а лучше – с поградусной регулировкой температуры. Еще большей экономичности позволяют добиться электрические котлы со встроенным программатором, позволяющим задать параметры работы на ближайшие сутки или неделю. Таким образом можно установить температуру в 15°C на рабочее время, когда хозяев нет дома. Также установить температуру 18-19°C на время сна или наоборот активнее нагревать дом по ночному тарифу на электроэнергию, если установлен многотарифный счетчик.

Однако встроенный программатор присутствует далеко не во всех даже недешевых моделях. Зато практически все современные электрокотлы позволяют подключить внешнее управление, например, комнатный термостат – наиболее экономичный и комфортный вариант из всех существующих. Технологичный электронный комнатный термостат с возможностью программирования позволяет не только реализовать описанное ранее, но и производить более точные замеры, ориентируясь на температуру воздуха в помещении, а не температуру теплоносителя.

Минимально необходимая мощность

На практике необходимую мощность обычно раcсчитывают в упрощенном виде, исходя из правила: для среднестатистического дома в Подмосковье с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков до 2,7 м на каждые 10 м2 площади необходим 1 кВт мощности отопительного оборудования. Также мы рекомендуем закладывать 15-20% запаса мощности, для ТЭНовых электрокотлов – до 30% запаса (об этом далее). Если котел двухконтурный, мы рекомендуем заложить еще 10% запаса мощности сверху.

Такого метода достаточно в более, чем 95% случаев. Если же дом хорошо утеплен, находится в крайней южной или, наоборот, в крайней северной точке страны, имеет высокие потолки и большую площадь остекления, необходимо производить более точный расчет с учетом корректирующих коэффициентов. Произвести более точный расчет можно с помощью калькулятора ниже (для каждого помещения отдельно, затем просуммировав), а лучше, посредством привлечения теплотехника.

Описание и принцип работы котлов

В основе работы электрического котла лежит принцип преобразования сетевой электроэнергии в энергию тепловую. Далее с помощью последней происходит нагрев теплоносителя (воды или антифриза). При этом потери в ходе трансформации электричества в тепло снижены в электрокотлахотопления до минимума в 1–3%. КПД у этих нагревательных установок достигает 97–99%.

Состоит классический электрический котел из:

  • Блока управления и защиты;

  • Теплообменника с нагревательным элементом;


  • Расширительного бака;

  • Циркуляционного насоса.

Схема устройства

При подаче электричества на нагревательный элемент происходит нагрев теплоносителя, который затем с помощью циркуляционного насоса отправляется к отопительным батареям дома. Если котел параллельно применяется и для разогревания воды в ГВС, то дополнительно устанавливается бойлер косвенного нагрева. Во втором случае возможен и вариант с двумя раздельными контурами, каждый со своим теплообменником – один для обогрева, второй для водоснабжения.

Преимущества и недостатки электрических котлов

Монтировать электрокотел отопления можно как в специальной котельной, так и прямо в кухне. Модельный ряд достаточно обширен. В магазинах теплотехники есть дизайнерские компактные варианты, которые прекрасно смотрятся в интерьере.

Рассматриваемый котел не нуждается в дымоходе. Топливо для него – это электроэнергия, которая попадает в дом и “топку” нагревателя по проводам. Дровяник здесь не требуется по определению.

В одних случаях вода обязана быть максимально чистой, а в других – с большим содержанием солей. Теплоноситель по составу должен соответствовать требованиям производителя водонагревателя. Иначе эта техника для отопления загородного частного дома быстро выйдет из строя. Это размер пеноблока можно быть практически каким угодно, его потом можно и обрезать ножовкой. С водой для отопительного электронагревателя такое не пройдет.

Минус электричества — высокая стоимость

Измерение Уголь Газ Дизель Электро Мазут Пеллеты
Работа час/сут 24 24 24 24 24 24
Стоимость единицы 3,5 руб/кг 1,5 руб/м3 17 руб/л 2,2 руб/Квч 4,35 руб/кг 4,5 руб/кг
Расход топлива в час 3 кг 2,8 м3 2 л 25 кВт 2,5 кг 2,7 кг
Расходы в мес. 7560 руб 3024 руб 24480 руб 40000 руб 7830 руб 8746 руб
Расходы за сезон 45360 руб 18144 руб 146880 руб 240000 руб 46980 руб 52488 руб

Типы и принцип работы

Имеется 2 основных типа электрокотлов:

  1. Электродный.
  2. Индукционный, –

При этом, все остальные являются всего лишь модификациями одного из этих видов. Электродный котел зачастую также носит название ионного, так как в нем происходит превращение электрической энергии в тепловую.

Конструкция занимает минимальное количество места, причем его закрепляют непосредственно на трубе, его даже не придется прикреплять к стене. На всякий случай его сажают на 2 самореза, однако в этом нет необходимости.

Внешне он похож на небольшой кусок трубы, длина которого составляет порядка 40 см. В торцевой части обогревателя находится стержень из металла, а с противоположной стороны обогреватель заварен либо в нем находится специальный патрубок, за счет которого осуществляется перегон теплоносителя по всех системе.

Конструкция предусматривает наличие 2 патрубков, куда вставляются трубы для обратки и подачи:

  1. Один из них может находится в торцевой части, а второй установлен под прямым углом в боковой части.
  2. Их зачастую устанавливают с боковых частей перпендикулярно всей остальной конструкции и таким образом, чтобы они стали параллельны друг другу.

принцип работы

Данный котел имеет следующий принцип работы: катод (положительно заряженный электрод) и анод (отрицательно заряженный электрод) помещены в теплоноситель. Находясь под напряжением, они запускают перемещение ионов. Их полярность время от времени меняется, в частности, один заряженный ион будет менять свой заряд с одного на другой примерно 50 раз в секунду.

Это, в конечном счете, приводит к тому, что в жидкости из-за подобного движения ионов возникает трение, что вызывает повышение температуры.

Такая технология приводит к возникновению некоторых недостатков:

  1. Теплоноситель в любом случае будет находиться под напряжением.
  2. Его придется перед заливкой в батареи подготовить с точки зрения содержания солей.
  3. Незамерзающие жидкости в отопительной системе использовать категорически запрещается.

Индукционные котлы, работающие на электрическом токе, производят нагрев теплоносителя с помощью магнитного поля, которое возникает от электрического тока.

Вся эта конструкция довольно простая и включает в себя следующие элементы:

  • корпус;
  • утеплитель;
  • сердечник, где будет прогреваться теплоноситель;
  • катушка;

Ключевым отличием от электродной конструкции является то, что в индукционных котлах жидкость полностью изолирована от токопроводящих элементов, поэтому она не будет находиться под напряжением.

Обмотка катушки, выполненная из медной проволоки подключается к сети через специальную систему управления. Благодаря этому, в катушке возникает магнитное поле. Оно будет разогревать трубу, выполняющую роль сердечника, а та уже будет отдавать некоторое количество тепла воде. При этом, корпус отопительного котла будет по-прежнему оставаться холодным, так как в его конструкции есть слой утеплителя.

Следует также сказать, что сердечник выполнен не прямым, а имеет изогнутую форму, иногда в виде спирали, чтобы теплоноситель проходил по нему значительно дольше. Срок службы такого котла составляет минимум 25 лет. Через это время будет ржаветь труба, представляющая собой сердечник.

Принцип работы ионного котла отопления, конструкция, преимущества и монтаж

Часто при планировании автономной системы отопления выбор останавливается на традиционных источниках тепла – газовых или твердотопливных котлах. Что делать в ситуации, когда монтаж подобного оборудования невозможен? Появившиеся недавно ионные котлы отопления могут не только оптимально решить вопрос обогрева помещения, но и займут минимум пространства при монтаже. Их основным преимуществом является новаторская методика нагрева воды в системе отопления.

Конструкция и принцип работы ионных котлов


Работа отопительных элементов данного типа основана на хаотичном движении ионов воды во время прохождения ее между активными элементами котла – анода и катода. Электрический ток, протекающий между ними, ускоряет движение ионов, тем самым поднимая общую температуру воды. Общая схема работы показана на рисунке:

Схема работы ионного котла

Но не стоит обманываться простотой конструкции. Собрать надежный и безопасный ионный котел полностью в домашних условиях не получится. Для производства катода и анода используется специальный материал, который не подвержен коррозийному воздействию и имеет высокую механическую прочность. Корпус котла должен быть полностью герметичен, так как малейшее несоответствие стандартного соединения с разводкой труб может привести к прорыву.

Стандартная комплектация состоит из самого элемента отопления, термостата для регулировки температуры и защитного реле.

Преимущества

Особенностью использования данного типа нагревателя является его компактность и возможность создания нескольких замкнутых отопительных систем в одном помещении. Преимущества использования ионных котлов отопления:

  • Габаритные размеры позволяют установить его в любом месте отопительной системы.
  • Высокий КПД (до 99%). Монтаж катода и анода непосредственно в системе отопления сводит потери энергии к минимуму.
  • Площадь обогрева 1 кВт потребляемой энергии составляет около 20 м.кв.
  • Малое время нагрева воды в системе. Благодаря низкой инертности запуска, вода в батареях прогреется до нужного уровня за короткое время.
  • Высокая степень защиты от перепада напряжения в сети. Так же котел не выйдет из строя при «холостой» работе – отсутствии воды в системе.

Благодаря вышеописанным преимуществам, ионные котлы отопления могут устанавливаться как в частных домах, так и в квартирах.

Монтажная схема

Подключение ионного нагревательного элемента не требует специальных монтажных навыков. Для проведения пуско-наладочных работ можно ориентироваться по самой простой схеме, представленной на рисунке:

Общая схема подключения ионного котла

Для монтажа потребуется:

Ионный котел. Для того, чтобы выбрать котел оптимальной мощности необходимо знать параметры обогреваемого помещения. Рассмотрим вариант 2-х комнатной квартиры (48 м.кв., высота потолков 2,6 м.) с хорошей теплоизоляцией. Рассчитаем общий объем помещения:

Потребляемая мощность для обогрева 1 м³ ионным котлом составляет 0,025 кВт., т.е. для комфортной температуры в квартире будет достаточно установить в систему отопления котел мощностью 3 кВт.

  1. Шаровой вентиль необходим для перекрытия воды в случае непредвиденной поломки или замены воды в системе.
  2. Циркуляционный насос обеспечивает движение воды в системе для равномерного распределения по теплоносителям.
  3. Фильтрующий элемент препятствует попаданию в емкость котла загрязняющих элементов из отопительной системы (ржавчина, накипь.).
  4. Для слива воды используют сливной кран, расположенный в самой низкой точке обратной трубы.
  5. Расширительный бак необходим для компенсации расширения воды во время ее разогрева до нужной температуры.
  6. Модуль автоматического включения котла произведет запуск системы согласно заданным параметрам.
  7. Воздухозаборник.

Следует обратить внимание, что для нормального функционирования ионного котла отопления необходима вода строго определенной плотности. При монтаже в уже работающую до этого систему необходимо заменить всю жидкость, а в новую добавить специальный ингибитор

Вода должна быть дистиллированная.

Для первых 120 см соединения котла с системой применять стальные (но не оцинкованные) трубы.

Минусы

К сожалению, даже самые совершенные механизмы имеют свои недостатки.

Где взять столько электричества

Для каждого дома или квартиры существует ограничение в потребляемой мощности тока. В постройках 80-х годов ограничение в 1,5—2 кВт, в новых домах 3—4 кВт. Потребление электроэнергии современных электрических котлов колеблется от 3,5 до 100 кВт.

Естественно, мощность, выделяемую для помещения, придется увеличить, ведь, кроме электрического котла, в доме работает и другая техника. Для этого придется обратиться в горэлектросеть.

Если возможность есть, то мощность увеличат бесплатно. В противном случае придется готовить новый проект электропроводки, что потребует больших финансовых вливаний.

Увеличение мощности до 15 кВт — 70 тыс. руб., каждый следующий кВт сверху еще 10 тыс. руб.

Такое отопление влетает в копеечку

Предположим, в доме установлен электрический котел, мощностью 5 кВт. Для поддержания температуры теплоносителя, при хорошей теплоизоляции помещения, он будет потреблять половину своей мощности, 2,5 кВт ч. Во включенном состоянии нагревательный элемент находится примерно 12 часов. Получается, что в сутки электрический котел потребит 30 кВт ч. Если взять стоимость кВт/ч равной 5,38 руб., получится, что сутки работы котла обойдутся в 161,4 руб.

Отопительный период в России длится с 15 октября по 15 апреля, 180 дней. Умножим количество дней на стоимость одного дня работы электрического котла. Получим, что за отопительный сезон придется потратить 13068 руб. И это только в случае, когда правильно подобрана мощность котла.

Без розетки никак

Еще один недостаток — энергозависимость. Если в доме на длительное время отключат электричество, это негативно отразится не только на температуре в помещении. Теплоноситель, замерзший в системе отопления, может расколоть трубы или повредить сам электрический котел.

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Монтаж электрокотла на стену

  1. Очистите стену от пыли и грязи.
  2. Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
  3. Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
  4. Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.

Как выбрать внешний термостат для электрокотла и экономить на отоплении до 30% каждый месяц

Организация обвязки

Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.


Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, .

  1. Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
  2. Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.

Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.

 

Сечение кабеля, мм2

Медные жилы, кВт Алюминиевые жилы, кВт
220 В 380 В 220 В 380 В
1,5 3,3 5,7
2,0 4,1 7,2 3,0 5,3
2,5 4,6 7,9 3,5 6,0
4,0 5,9 10 4,6 7,9
6,0 7,4 12 5,7 9,8
10,0 11 19 8,3 14,0
16,0 17 30 12 20,0

Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.

При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.

Заземление

Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.

Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.

Порядок работ:

  1. Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м.
  2. Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
  3. Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
  4. Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
  5. Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
  6. Засыпьте конструкцию землей.

Опрос: сделано ли в вашем загородном доме полноценное заземление? Poll Options are limited because JavaScript is disabled in your browser.

Пробный запуск котла

  1. Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
  2. Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
  3. Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
  4. Проконтролируйте давление в системе с помощью манометра, точные номинальные значения указаны в паспорте электрокотла, обычно это 1,3-2,0 бар в рабочем режиме и 1,0-1,3 бар при отключенном котле.

Как выбрать котел

Чтобы выбрать правильно себе в дом электрический котел, особыми познаниями в теплотехнике обладать не надо. Мощность его подбирается исходя из 1 кВт на 10 квадратов площади коттеджа. Плюс про запас надо еще добавить 10–20%. Резерв надо оставлять всегда. Даже ондулин или шифер на кровлю и те берутся с небольшим запасом на обрезки.

Главный момент в выборе и монтаже рассматриваемого котла – это наличие электрических мощностей. В большинстве случаев требуется порядка 8–10 кВт. И обычно частное жилье изначально подключено к сетям, которые рассчитаны на подобное электропотребление.

Делайте правильный выбор

Но для более мощных водонагревателей существующего питания может и не хватить. А с получением дополнительных мощностей у энергетиков могут возникнуть сильные проблемы. Причем если это и возможно, то обойдется в немалую сумму. Ходить по государственным инстанциям за разрешениями здесь не придется, но добиться получения техусловий у энергетической ресурсоснабжающей компании зачастую бывает проблематично.

Отопление частного дома за счет электричества рекомендуется организовывать, только когда коттедж небольшой или магистрального газа рядом нет. В этих случаях такой вариант является наиболее оптимальным. В остальных ситуациях электрокотел подходит лишь в качестве дополнительного источника тепла. Электроэнергии он потребляет много, счета от энергетиков будут большими. Лучше всего такое оборудование ставить только для кратковременного или вспомогательного подогрева воды.

№6. Регулировка мощности и система управления котлом

В электрических котлах достаточно просто регулировать мощность и температуру теплоносителя. Собственно, эти два параметра взаимосвязаны, поэтому рассматривать их отдельно друг от друга невозможно.

Регулировка мощности котла осуществляется одним из следующих способов:

  • ступенчато – частый вариант в ТЭНовых котлах. В этом случае в конструкции предусмотрен один нагревательный элемент, который обеспечивает половину мощности, и два, которые дают по 25% нагрева. Получается, что котел может работать на 25, 50, 75 и 100% от максимальной мощности, более точную регулировку можно провести в каждой комнате благодаря вентилям на радиаторах;
  • плавная регулировка достигается за счет использования реостата. Это привилегия более дорогих моделей. В простых маломощных котлах может вовсе не быть никакой регулировки.

Пользователь задает котлу необходимую температуру теплоносителя для поддержания комфортных условий в доме, а котел включает нагрев и выключает его, когда теплоноситель достаточно нагрелся. Автоматика может работать с помощью механических и электронных терморегуляторов. Оба варианта позволяют сэкономить электроэнергию и поддержать комфортную температуру без постоянного контроля за котлом.

Механический терморегулятор перекрывает ток теплоносителя или размыкает электрическую сеть при достижении заданной пользователем температуры теплоносителя. Когда температура падает, котел снова включается. Это простой и дешевый способ, но не самый точный – температура теплоносителя на выходе из котла может на 2-3С отличаться от заданной. Электронные терморегуляторы более точные, они состоят из выносного датчика и блока управления. Датчик крепится к нагревательному элементу и передает информацию о его температуре на блок дистанционно или с помощью проводов. Естественно, обходятся такие котлы дороже.


С этим читают