Электрический котел для отопления частного дома на ТЭНах
Это наиболее распространенная, широко используемая многие десятки лет в частном секторе и промышленности конструкция. Ее выпуск освоили не только известные предприятия, но народные умельцы.
Принцип работы
Котел из герметичной металлической емкости заполняется водой, нагреваемой вмонтированными ТЭНами с тоководами в виде загнутых изолированных вольфрамовых нитей, помещенных внутрь стойкого к воздействию горячей влажной среды корпуса из металлической трубки. Ее окончания оборудованы наконечниками для соединения под резьбу с крышкой котла, и нитей — для подключения электрических проводов.
Проходящий по вольфрамовой спирали электрический ток создает тепло, которое передается через изоляционный слой металлу трубок и только потом теплоносителю.
При правильном подборе комплектующих деталей первоначальное значение кпд тепловой системы можно довести до 80%, когда 20% электроэнергии безвозвратно теряется.
Особенности эксплуатации
Надо отметить, что в обычной воде содержится много солей различных химических элементов, которые при нагреве выпадают в осадок, образуя на стенках ТЭНов, котла и трубопроводах накипь, ухудшающую теплопередачу, засоряющую трубы и емкости. В результате снижается кпд системы отопления до 30%, резко возрастают затраты электроэнергии на обогрев.
При нагреве воды из нее выделяются растворенные газы. Пузырьки поступают к верхней части емкости, где образуется воздушная полость, дополнительно отделяющая корпус ТЭНа от теплоносителя. В этом месте из-за ухудшения теплосъема может образоваться перегрев металла корпуса с прогаром, ведущим к нарушению герметичности, поломке.
Поэтому рекомендуется размещение и ориентация ТЭНов таким образом, чтобы они не попадали в зону создающейся воздушной полости, всегда были покрыты теплоносителем. С этой целью электрический котел для частного дома на ТЭНах выпускается с нагревательными элементами, расположенными в нижней части (реже) или сбоку в горизонтальной плоскости (чаще).
Еще один технический прием предохранения корпуса от соприкосновения с выделяющимся воздухом состоит в образовании специального высокого колена у напорного трубопровода для скопления воздушных пузырьков и последующего их удаления, а также монтаж расширительного бачка в обратной магистрали.
С целью регулирования производительности тепла используют каскадное подключение ТЭНов электрическими коммутирующими устройствами.
Конструкция
Принципиальная схема котла показана на рисунке. На ней выход горячего теплоносителя выведен вверх для отвода образующихся воздушных пузырьков с целью защиты верхнего нагревателя. В то же время нижние нагревательные элементы всегда обтекаются водой и с них происходит равномерный отвод тепла.
Так выглядят современные электрические котлы в настенном исполнении.
Они снабжены сложными устройствами, автоматизирующими весь технологический процесс. В состав котла входят:
- специальный циркуляционный насос для перекачки воды по магистралям;
- теплоизоляция бака для уменьшения потерь и поддержания работоспособности оборудования технологического шкафа;
- блок управления с датчиками, обеспечивающими рабочую температуру для обычного и аварийного режима.
Монтаж котла отопления на стене имеет простой вид.
Сверху магистрали расположен блок безопасности с приборами контроля.
Современный электрический котел для частного дома выпускается в специальном шкафу вместе с подключенными комплектующими устройствами, налаженными на заводских стендах.
Но есть более дешевый вариант котла без шкафа. Его приобретение вызывает необходимость в дальнейшей покупке циркуляционного насоса, расширительного бака, блока безопасности, систем управления и автоматики. Это оборудование потребуется устанавливать, закреплять, настраивать для совместной работы, что может привести к дополнительным затратам.
Приобретение смонтированного в одном шкафу и налаженного на заводе оборудования может в итоге оказаться менее затратным способом.
Однофазные и трехфазные электрические котлы
К выбору котла следует отнестись ответственно, поскольку нужно учитывать все нюансы, касающиеся электрообслуживания вашего дома. Электролинии не всегда способны справиться с нагрузкой, которая повышается после установки котла. Чтобы таких проблем не возникало, посетите отделение энергосбыта, к которому относитесь, и уточните (или попросите рассчитать) максимальную мощность, которую они смогут обеспечить. При расчете необходимых киловатт не забудьте про бытовые электроприборы, находящиеся у вас дома.
Схема строения одноконтурного настенного электрического котла: 1 — электрошкаф; 2 — контрольные лампы; 3 — регулятор температуры; 4 — термометр/манометр; 5 — выключатели мощности; 6 — главный выключатель; 7 — расширительный бак; 8 — кабельный ввод; 9 — предохранительный клапан; 10 — насос; 11 — обратная линия котла; 12 — штекерное соединение контура регулирования; 13 — предохранительный ограничитель температуры; 14 — предохранитель системы управления; 15 — воздушный клапан; 16 — облицовка котла с теплоизоляцией; 17 — реле давления воды ; 18 — нагревательные стержни; 19 — подающая линия котла
Электрический котел устроен довольно просто: он содержит теплообменник и блок управления и регулировки. Существуют доукомплектованные модели, которые снабжены расширительным баком, фильтром и насосом.
Для отопления частных домов применяются электрокотлы небольшой мощности: однофазные и трехфазные.
Схема каскадного подключения электрического котла
Однофазный электрический котел
Однофазным считается котел, работающий от сети 220 В. Подключить его не составит труда, поскольку все дома оснащены необходимым напряжением. Мощность устройства варьируется от 6 до 12 кВт. Целесообразно использовать такой котел для площади, не превышающей 100 м². Особенности электрического котла для отопления дома (220 В):
- работает по принципу водонагревательного прибора (бойлер, чайник);
- для работы достаточно обычной сети (220В);
- для его установки не нужно получать специальное разрешение.
Электрический котел для использования в частном доме
Трехфазный электрический котел
Трехфазный котел более мощный, чем однофазный, и подходит для установки на площади более 100 м². Чтобы сеть могла выдержать нагрузку при эксплуатации котла, их производят трехфазными, то есть подключаются они к сети на 380 В. Особенности трехфазного котла:
мощный
Нужно брать во внимание отапливаемую площадь. На 10 м² требуется 1 кВт + 10-20% (для запаса); работает от трех фаз (380 В), необходимо увеличивать мощность подачи тока в доме; необходимо получение специального разрешения в энергосбыте на увеличение потребляемой мощности и установку котла;
Электрический котел для отопления частного дома, цены и виды
Особенности электрических котлов для отопления частного дома. Расчет мощности и подключение электрических котлов
Электрический котел для отопления частного дома, цены и виды. Особенности электрических котлов для отопления частного дома. Расчет мощности и подключение электрических котлов.
номинальный ток, который должен быть в каждой из трех фаз, варьируется от 6,1 до 110 А. Этот показатель влияет на выбор автоматического выключателя, проводку, ее поперечное сечение (допустимые показатели указаны в таблице ниже). Правильный подбор необходимых элементов исключит возможность возгорания.
Таблица «Значения сечения кабеля и тока предохранительных автоматов»:
Мощность котла (до указанного значения)
Значение тока предохранительных автоматов, для однофазных котлов
Значение тока предохранительных автоматов, для трехфазных котлов
Сечение кабеля для однофазных котлов
Сечение кабеля для трехфазных котлов
Что это такое?
Электрический котел — это нагревательный прибор, обеспечивающий подготовку теплоносителя для отопительного контура или системы теплого пола.
Это устройство, которое обычно используется при отсутствии возможности подвести к дому газ, или использовать котел другой конструкции.
Такой подход обусловлен высокими ценами на электроэнергию и опытом использования других нагревательных электроприборов — чайников, утюгов и т.п. При этом, современные модели могут работать в достаточно экономичном режиме, а отсутствие других источников тепловой энергии (газа, твердого или дизельного топлива) позволяют сократить расходы до минимума.
Виды электрокотлов
По месту установки электрические котлы бывают напольными и настенными. Обычно это компактное оборудование с одним контуром нагрева теплоносителя для отопления индивидуального дома. Но также существуют двух- и трехконтурные модели. В них одна линия используется для отопительной системы, а вторая и третья – для ГВС либо «теплого пола» или бассейна.
Принцип работы котла с тэнами и электродного
Все электрокотлы, устанавливаемые в частных жилищах, подразделяются на три вида по типу нагревательного элемента. Они могут быть ТЭНовыми, электродными либо индукционными. Во всех случаях для обогрева дома в качестве “топлива” используется электричество. Но способ нагрева воды в котлах разных модификаций несколько отличается.
С тэнами
Трубчатый электронагреватель (ТЭН) выполняется в виде трубки из металла с токопроводящей скрученной в спираль нитью внутри. По устройству это обычный кипятильник. Только в электрокотле отопления частного дома он большой по длине и диаметру. Для нагревательных котлов этот элемент часто делается из нескольких трубок и даже в составе блока ТЭНов. Тепловая мощность здесь требуется гораздо выше, нежели в чайнике.
Нить в ТЭНе котла отопления изготавливается из нихрома или вольфрама, которые отличаются высоким электрическим сопротивлением. При этом между спиралью и стенками трубки присутствует изолирующий слой из кварцевого песка. Это отличный диэлектрик, передающий тепло от нити к теплоносителю с минимальными потерями.
ТЭНы дешевы, но достаточно быстро перегорают. Электрические котлы с ними отличаются высоким энергопотреблением. Плюс солевые отложения, постепенно и неизбежно нарастающие на трубках, замедляют процесс нагрева воды для радиаторов отопления частного дома. Раз в год эту накипь в подобных котлах приходится счищать либо полностью менять в них ТЭН.
Электродные
В электродных водонагревателях теплоноситель нагревается за счет подачи электротока на две разделенные водой поверхности (чаще всего это пластины). Данный вид нагревательного элемента для электрических котлов потребляет меньше электроэнергии. Однако накипь и здесь является проблемой.
Главный недостаток электродных электрокотлов – требовательность к составу воды. В ней должно присутствовать довольно много солей, иначе у теплоносителя будет слишком низкая проводимость. Его просто невозможно будет нагреть до нужных для системы отопления температур.
Индукционные
Электрический котел отопления, использующий индукционную технологию нагрева, более экономичен, нежели два описанных выше вида. В нем теплоноситель для радиаторов в доме подогревается с помощью электромагнитной индукции. Этот котел во многом напоминает электродный аналог. Только нагревательный элемент здесь большего размера. Но зато он долговечней и мощнее.
Устройство индукционного нагревателя
В сравнении с иными типами индукционные электрокотлы более энергоэффективны, но стоят дороже. Плюс скорость нагрева воды в них несколько ниже. Это как размеры профлиста. Большой лист сложнее кроить, но кровля им покрывается во многих случаях быстрее. Однако есть и разновидности крыш домов, для обустройства которых он и вовсе не подходит. Так и индукционный котел – эффективен, но дорог и не всегда соответствует требованиям создаваемой системы отопления дома.
Стоимость электрокотельных
Стоимость электрокотельных может варьироваться в зависимости от нескольких факторов, таких как мощность системы, тип и модель котла, размер и сложность проекта, а также региональные различия. Отдельно следует учитывать стоимость установки и подключения оборудования, а также возможные затраты на теплосеть и другие компоненты системы.
Общая стоимость электрокотельной может включать:
- Стоимость самого котла: Цена электрического котла зависит от его мощности, типа и модели. Более высокая мощность и более продвинутые функции могут увеличить стоимость котла.
- Стоимость дополнительного оборудования: Котельная система может включать насосы, расширительные баки, системы управления, фильтры и другие компоненты. Стоимость этого оборудования добавляется к общей стоимости проекта.
- Стоимость теплосети и трубопроводов: Установка трубопроводов для распределения тепла от котельной до отопительных приборов или горячего водоснабжения может иметь собственную стоимость. Это включает стоимость материалов, работы по монтажу труб и изоляции.
- Стоимость установки и подключения: Необходимо учесть затраты на установку и подключение котельной системы. Включая работы по монтажу и электрическому подключению.
- Стоимость обслуживания и регулярного технического обслуживания: Регулярное обслуживание и проверки системы могут также потребовать дополнительные расходы.
Для получения точной оценки стоимости проекта рекомендуется обратиться к специалистам нашей компании, которые смогут учесть все специфические требования и факторы вашего проекта.
Где лучше разместить котел
При размещении оборудования следует учесть важные моменты:
- Двухконтурную настенную модель можно повесить в кухне или в другом помещении. Она не шумит и подключается к компактному коаксиальному дымоходу.
- Большой напольный агрегат занимает много места, поэтому его лучше установить в отдельном помещении или отгородить.
- Жидкотопливные и твердотопливные котлы из-за шума лучше ставить дальше от жилых комнат. Для них нужно дополнительно предусмотреть место для хранения топлива. Оптимальный вариант – оборудовать помещение с отдельным входом, чтобы мусор от дров, угля и пеллет не разносился по дому.
Использование двойного тарифа
При использовании электрокотла в качестве основного источника тепловой энергии, можно сэкономить на оплате счетов, установив двухтарифный счетчик.
Существует специальная система учета электроэнергии, при которой в ночное время тарифы за потребление электричества снижаются (до 4 раз). Это хороший способ снизить расходы, но придется несколько изменить режим работы котла.
В ночное время производится, подогрев воды, которая сохраняет температуру, находясь в теплоизолированной емкости. Днем горячая вода используется для хозяйственных нужд, а ночью ее запас снова пополняется.
Необходимо учесть, что этот вариант хорош только для двухконтурных котлов, одновременно производящих нагрев и теплоносителя, и горячей воды. Для одноконтурных моделей этот способ дает слишком низкий эффект, а если учесть высокую стоимость счетчика, экономии вовсе может не получиться. Кроме того, в разных регионах тарифы различаются, потому, перед принятием решения об использовании двухтарифного счетчика, надо рассчитать возможную экономию и решить, имеет ли этот замысел какой-либо смысл.
Котел электрический Navien EQB-15HW
Мощный, надежный котел подходит для обогрева большого дома, офисного или технического здания. Качество и безопасность соответствуют всем европейским и международным стандартам. Номинальная мощность 15 кВт, работает от сети 380 В. На фронтальную панель выведено управление и аналоговый манометр. Котел одноконтурный, но может работать в каскаде котлов или совместно с бойлером косвенного нагрева. На панели предусмотрено управление контуром ГВС. Есть датчики и устройства для контроля безопасности и автоматического решения проблем (например, с превышением температуры или скачками давления). В данной модели предусмотрена периодическая самодиагностика с индикацией результатов.
Котел настенный, производитель продумал систему быстрого монтажа. Компактный размер и безопасность эксплуатации позволяют устанавливать устройство в жилом помещении. К тому же котел работает очень тихо, слышен только насос и то не более 39 дБ. Корпус практически не греется за счет хорошей теплоизоляции и толщины используемого металла. Внешность котла привлекательная, смотрится он современно, стильно.
Достоинства:
- Самый тихий котел.
- Экономичный и эффективный.
- Корейская сборка: точная, крепкая.
Сколько придется платить за электроэнергию?
Перед покупкой важно просчитать примерный расход электричества в месяц, общую стоимость затрат на весь сезон, когда понадобится обогрев дома. Пример вычислений для дома в 100 м2 приведен ниже
Учитывая, что КПД электрокотлов примерно 100%, то на 1 кВт тепла нужно потратить примерно 1 кВт электроэнергии. В среднем, 1 кВт в России, в зависимости от региона, обойдется в 3,2 рубля. Для дома в 100 кв. метров понадобится для обогрева около 10 кВт тепла в час, за сутки – 240 кВт. Если электрокотел будет безостановочно работать круглые сутки в течение месяца, то затраты составят 7200 кВт * 3,2 рубля = 23040 рублей в месяц.
Приведенные выше расчеты – это результат работы котла без отключения. На практике сумма будет меньше в два раза, как минимум. Значит, на дом площадью 100 кв. метров нужно будет затратить около 12 тыс. рублей в месяц (в зависимости от цены на электроэнергию). Еще нужно учесть, что хорошо утепленные стены потребует меньшей работы котла. Значит, следует вовремя позаботиться о качественных окнах, дверях, утеплении стен, перекрытий, крыши.
Нюансы подключения
Электрические котлы вполне безопасны и при правильном обращении ни в коем случае не могут привести к пожару. Но не забывайте, что при расчете проводки следует учитывать мощность, которую необходимо потреблять котлу. Недостаточное сечение может привести к перегреву проводки, что очень опасно!
Сечение медного провода можно считать оптимальным в том случае если на 1 мм² сечения приходится 8 ампер. От котла мощностью 6 кВт должен отходить провод сечением как минимум 3,4 мм² (6000/220/8). Среди всех видов отопительных устройств электрические котлы являются самыми дорогими. Их высокая стоимость обусловлена затратами на обогрев. Размещение отопительного электрокотла внизу помещения – самый идеальный вариант. При таком размещении устройство будет использоваться наиболее эффективно.
Модульные электрокотельные
Модульные электрокотельные системы представляют собой компактные и гибкие решения для отопления и горячего водоснабжения. Они состоят из нескольких модулей, которые могут быть комбинированы и масштабированы в зависимости от потребностей здания или системы.
Основные преимущества модульных электрокотельных систем включают:
- Гибкость: Модульные системы позволяют выбирать и комбинировать модули в зависимости от требуемой мощности отопления или горячего водоснабжения. Это делает их идеальным выбором для зданий различного размера и типа, а также для сезонных или временных сооружений.
- Простота установки: электрические модульные котельные системы обычно поставляются в готовом состоянии и требуют минимальной установки. Каждый модуль может быть легко подключен к другим модулям и к системе отопления или горячего водоснабжения.
- Масштабируемость: В случае изменения потребностей в отоплении или горячем водоснабжении модульные системы позволяют легко добавлять или удалять модули. Это обеспечивает гибкость и экономическую эффективность при изменении требований.
- Высокая эффективность: блочно модульная электрическая котельная
- обладает высокой энергоэффективностью. Установка может иметь функции управления и регулирования, которые позволяют оптимизировать потребление энергии и обеспечивать комфортное отопление и горячее водоснабжение.
- Легкость обслуживания: Благодаря своей модульной конструкции, обслуживание и ремонт модульных электрокотельных систем становятся проще. В случае необходимости можно заменить отдельные модули без остановки всей системы.
Модульная электрическая котельная автономная система находит применение в различных типах зданий, таких как жилые дома, многоквартирные здания, коммерческие объекты, отели и другие. Они предлагают удобство, гибкость и энергоэффективность в системах отопления и горячего водоснабжения.
Лучшие недорогие электрокотлы
- Модель Галан Очаг электродный 3 хорошо подходит для отопления магазинов, дач, коттеджей, гаражей, офисов, небольших частных домов. К его особенностям относятся бесшумность работы, брызгозащитное исполнение от влаги, объём теплоносителя 20-40 литров, ежемесячная потребляемая мощность до 900 кВт, среднесуточная работа около 10 часов.
- Модель Эван Эпо 6 класса «Стандарт-эконом» хорошо подходит для обогрева частного дома или дачи. Необходимая температура в теплоносителе задаётся при помощи встроенного термостата с плавной регулировкой. Агрегат можно оборудовать внешним термостатом для контроля температуры окружающей среды. Аварийный выключатель отключает теплоноситель при выходе из строя терморегулятора. Электроприбор удобен в монтаже, защищён от перегрева, предполагает подключение дистанционного модуля GSM-Climate.
- Модель Zota Balance 4.5 — это компактный и простой в использовании отопительный прибор. Регулировка мощности по трём ступеням помогает выгоднее использовать электроэнергию. Агрегат широко применяется в отопительных системах с принудительной циркуляцией теплоносителя и системах типа «тёплый пол». Он обладает высоким КПД и тепловой мощностью, бесшумно работает, в нём предусмотрено использование незамерзающих жидкостей в качестве теплоносителя.
Критерии выбора электрокотла
Заслуживают внимания следующие аспекты:
- мощность;
- комплектация;
- тип нагревателя.
Производительность котла подбирают по теплопотерям дома при самой низкой температуре на улице. Расчет заказывают проектной организации либо выполняют самостоятельно в упрощенной форме. Показатель зависит от высоты потолка:
- Менее 3 м. Умножают площадь на 0,1 кВт. Например, потери в доме, метраж которого 150 кв. м, составляют 150 × 0,1 = 15 (кВт).
- Более 3 м. Определяют по объему: по 40 Вт на каждый кубический метр. Например, для одноэтажного строения с размерами в плане 6 × 9 м и потолком в 4 м теплопотери составляют: 6 × 9 × 4 × 40 = 8640 Вт.
К полученной величине добавляют запас, с учетом функций котла:
- работает только на отопление: 20%;
- одновременно греет воду для хозяйственных нужд: 50%.
Для приведенных примеров потребуются отопительные приборы мощностью 15 × 1,2 = 18 кВт и 8640 × 1,2 = 10,4 (кВт).
По комплектности устройства делятся на 2 вида:
- с полным набором;
- без группы безопасности, насоса и расширительного бачка.
Первый вариант прост в монтаже: необходимо только подсоединить отопительный контур. Для устройств второго типа перед установкой потребуется подобрать и докупить самостоятельно недостающие компоненты.
Наиболее практичный тип нагревателя – ТЭНы. Преимущества таких котлов:
- доступная стоимость в покупке и ремонте;
- возможность работы в низкотемпературном режиме благодаря наличию нескольких ступеней мощности;
- плавный пуск, исключающий просадку напряжения в сети (по той же причине).
Ионные отопительные аппараты компактнее, дешевле и надежнее (нечему ломаться). Но у них есть существенные недостатки:
- меняется химический состав примесей в теплоносителе, что требует его замены каждые 1,5 месяца;
- в контуре образуются газовые пробки;
- мощность не регулируется;
- при включении наблюдаются броски напряжения;
- периодически требуется замена электродов (растворяются).
У индукционных котлов 2 преимущества:
- большая площадь поверхностей нагрева;
- неприхотливость к теплоносителю: подходит любой антифриз или вода из-под крана (накипь не образуется из-за микровибраций).
Ремонт тоже требует больших затрат: неразборный водогрейный узел при обрыве фазы или межвитковом замыкании в катушке необходимо менять полностью. При этом пока нет данных о надежности и долговечности таких котлов, поскольку они не получили широкого распространения и эксплуатируются не так давно.
