Простая регулировка мощности электрического отопления
Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).
Катушка имеет два контакта А1, А2.
При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант. В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели
В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.
Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.
К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.
При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.
А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!
Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.
по отдельности 2квт – 3квт – 4квт
вместе 2квт+3квт+4квт
раздельно 2квт+3квт
раздельно 2квт+4квт
раздельно 3квт+4квт
Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.
На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.
Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики.
Рациональный выбор
По производственной мощности электронагревательные котлы для отопления разделяются на несколько видов. Самостоятельное определение необходимой мощности возможно, но требует применения безупречных знаний в области техники, физики, поэтому такую работу обычно доверяют инженерам, теплотехникам, имеющим достаточный опыт, владеющими различными методами подсчета.
При расчете мощности специалисты учитывают:
- материал и толщину стен;
- качество утеплителя;
- количество, особенности оконных проемов, дверей, комнат;
- этажность здания;
- дополнительное утепление крыши;
- наличие подвального помещения, чердака.
Помимо этого могут использоваться несколько отопительных систем для экономии энергоносителя. Монтаж котла отопления электрического может предполагать установку дополнительного, альтернативного источника теплоснабжения – газового или твердотопливного котла. В зависимости от времени года, регионального местоположения, стоимости газа, электричества, прочих ресурсов. А почему стоит выбрать электрическое отопление, можно прочитать в нашей статье «Отопление дома электричеством — дешево и эффективно».
Большинство граждан предпочитают покупать дополнительное приспособление, программатор – устройство, предназначенное для экономии электроэнергии, за счет встроенного программного обеспечения. От пользователя потребуется необходимый минимум – установить температурный режим.
Изготовление своими руками
Постройка котла состоит из двух этапов — проектирование и сборка.
Проектирование и подготовка чертежа
На этапе проектирования определяют:
- Вид котла. Разница в КПД котлов небольшая, поэтому лучше выбрать проверенную годами ТЭНовую схему.
- Мощность котла. Определяется по сумме мощностей нагревателей и зависит от теплопотерь помещения, а также тепловой мощности батарей.
- Общую схему и рисуют проект.
Поиск и подготовка
Для нашей конструкции потребуется обрезок трубы 150 мм диаметром, две заглушки, электронагреватели, штуцера для входа/выхода теплоносителя, подключения нагревателей и клапана развоздушки.
Обработка материалов
Трубу требуется герметично заварить, подключить штуцера. Для этого обращаемся к знакомым сварщикам. Задача облегчается, если есть корпус от огнетушителя — он выполнен из стойкой к коррозии стали, толщина и габариты вполне подойдут. Остается только приварить резьбовые соединения.
Чтобы собрать электрический котел, нам потребуются:
- Инструменты: разводные и рожковые сантехнические ключи, отвертка и индикатор электричества.
- Расходники: уплотнительные прокладки, льняная пакля или фум-лента.
Сборка идет по логическим этапам:
- Присоединение ТЭНов в корпус. Желательно, чтобы они располагались в нижней части — так нагрев будет равномернее.
- Монтаж к стене. Для этого заранее привариваются монтажные кронштейны. Можно воспользоваться стяжными хомутами.
- Подключение к системе отопления. Все соединения должны быть с кранами — это облегчит снятие электрического котла в случае ремонта.
- Присоединение к контактам ТЭНа электрических проводов. Подключать лучше через регулятор мощности.
- Обязательно заземлить корпус. Это исключит поражение электрическим током в случае «пробоя» изоляции нагревателя.
Испытания
Котел запускается только на заполненной системе отопления
При проверке особое внимание стоит уделить целости контактов, наличия электрического «пробоя». Для этого потребуется индикатор. Если при присоединении проводов лампочка индикатора светится — отключаем прибор и проверяем, где произошла утечка тока
Если при присоединении проводов лампочка индикатора светится — отключаем прибор и проверяем, где произошла утечка тока.
Как подключить твердотопливный котел
Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:
Всегда открытый выход смесительного клапана (левый патрубок на схеме) должен быть направлен к насосу и теплогенератору, иначе циркуляции в малом котловом контуре не будет
Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и применяется с любыми котлами на твердом топливе, в том числе — пеллетными. Вы можете найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Способ защиты от выпадения влаги в топке подробно рассматривается на видео:
Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.
Как работает схема
Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:
- Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
- При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
- Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
- По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.
Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:
- Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
- Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.
Подключение медными трубами не защитит полипропилен от разрушения в случае перегрева ТТ-котла. Зато позволит корректно работать термодатчику и предохранительному клапану на группе безопасности
Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар.
Насос неспособен перекачивать газы, поэтому при заполнении камеры паром крыльчатка остановится, циркуляция теплоносителя прекратится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.
Способ удешевления обвязки
Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:
Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix
Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.
Основные достоинства и недостатки электрооборудования
Безусловно, установка электрокотла отопления требует значительных затрат энергоресурса. К особенностям работы данного типа оборудования относится: нагрев внутреннего теплоносителя, когда происходит преобразование электричества в тепло.
При увеличении нагрузки на электросеть, целесообразно позаботиться о надежной проводке, во избежание замыкания.
Однако установка электрических котлов отопления имеет массу достоинств:
- приемлемая ценовая политика продукции;
- отсутствие открытого огня, следовательно, более безопасная эксплуатация;
- экологическая составляющая – отсутствие продуктов сгорания;
- бесшумная эксплуатация;
- нет необходимости регулярного ухода, чистки топочной, горелок;
- простота монтажа;
- можно устанавливать на кухне, прихожей, а не строить, выделять отдельное помещение (в сравнении с газовыми приборами).
Модели электрокотлов
Принцип любого электрокотла – превращение электроэнергии в тепло. Электрические агрегаты не являются самыми экономически выгодными, но КПД их использования равен 95-99%, что достаточно хорошо для подобных узлов. Такие котлы подразделяются на три вида по типу теплоносителя. Поговорим о каждом из них более подробно.
Тэновый электрический котел
Электрические котлы отопления, снабженные ТЭНами, работают по принципу электрического чайника. Вода проходит через трубчатые нагревательные элементы – ТЭНы. Выступая в качестве теплоносителя, она проходит по всей системе отопления, циркулируя с помощью насоса.
Одним из преимуществ можно назвать его компактность, аккуратный внешний вид и возможность монтажа на стену. Процесс установки не вызовет особых затруднений, а эксплуатация комфортна и проста, благодаря датчикам терморегуляторам. Автоматика позволяет поддерживать нужный нагрев, ориентируясь на данные с датчиков, которые меряют температуру воздуха окружающей среды.
Теплоносителем может выступать не только вода, но и незамерзающая жидкость, благодаря которой не будет образовываться накипь на ТЭНах, которой не избежать, используя воду.
Внимание. Накипь, образованная на ТЭНах, ухудшает теплоотдачу и энергосберегающие свойства электрического котла отопления. Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость
Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость
Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности
Данный вариант для отопления дома хорош еще и тем, что имеет невысокую стоимость. Для удобства регулировки потребления электричества, он оборудован несколькими ТЭНами, которые можно включать по отдельности.
Электродный электрический котел
Принцип работы электродного электрического котла для отопления дома совершенно отличается от предыдущей модели. Нагрев жидкости происходит не нагревательным элементом. Электрод, установленный в корпусе, отдает жидкости электрический заряд, под действием которого молекулы расщепляются на отрицательно и положительно заряженные ионы. В теплоносителе происходит собственное сопротивление, что и обеспечивает интенсивный нагрев. Заливается в систему либо вода, либо специальный состав (подобие антифриза).
Данный вид электрического агрегата для отапливания дома совершенно безопасен, если произойдет утечка жидкости, он просто отключится. Электродный модели очень компактны (выглядит как небольшой цилиндр с патрубками), оборудованы датчиками замера температуры окружающего воздуха, управляются автоматикой.
Обслуживание данной модели сводится к замене электрода, так как они постепенно растворяются по мере работы, что ухудшает обогрев дома. Также нужно обязательно следить за исправной работой циркуляционного насоса, чтобы жидкость в системе не закипела. Правильная и эффективная работа электродного электрического котла для отопления частного дома возможна только с подготовленной водой – она должна иметь необходимое значение удельного сопротивления. Измерить их самостоятельно не всегда удобно и просто, как и подготовить воду. Поэтому, проще и надежнее будет купить специально предназначенную для работы в электродных котлах жидкость.
Электрический котел индукционный
Этот вид отопительного электрического агрегата для дома работает на основе индукционного нагрева жидкости ферромагнитными сплавами. Индуктивная катушка располагается в герметичном корпусе и не имеет контакта непосредственно с теплоносителем, который протекает по периметру устройства. Исходя из этого, в качестве энергоносителя для отопления дома может быть использована не только вода, но и антифризы. Данный электрический котел для отопления дома не оборудован нагревательным элементом или электродом, что улучшает его КПД. Также, отсутствие ТЭНов обеспечивает полную безопасность при эксплуатации. Этот вариант котла для обогрева дома не подвержен образованию накипи, практически не ломается и не течет.
Минусом индукционных моделей является лишь их более высокая стоимость и большие габариты. Но со временем проблема размера устраняется — на смену старым, приходят усовершенствованные модели.
Кроме данной классификации, электрические котлы для отопления частного дома разделяют на:
- одноконтурные (предназначены только для отопления всего дома);
- двухконтурные (обеспечивают не только отопление во всем доме, но и нагрев воды).
Также нужно выделить:
- настенные котлы;
- напольные котлы (производятся модели большой мощности).
Устанавливаем защитную аппаратуру
Когда все вводные провода будут подведены к электрокотлу, необходимо будет дополнительно защитить его автоматическим выключателеми УЗО, установленным в главном щите.
Предназначение первого устройства – защита оборудования от короткого замыкания и перегрузки проводки. Подключение электрокотла через УЗО позволит защитить Вас от токов утечки.
Также рекомендуется подключить стабилизатор напряжения, т. к. даже небольшие скачки могут вывести агрегат из строя. О том, что необходимо заземлить электрический котел, думаю, говорить не стоит. Главное требование заключается в том, чтобы заземляющий провод велся напрямую от шины к корпусу оборудования.
Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению
Монтаж электрокотла на стену
- Очистите стену от пыли и грязи.
- Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
- Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
- 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, приведенных выше.
- Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
- 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 |
Пример таблицы из инструкции по эксплуатации Protherm Скат 9KR 13.
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.
Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети. Подключение автоматики электрического котла через магнитный пускатель.
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:
- Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м. На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
- 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.
- Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
- Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
- Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
- Засыпьте конструкцию землей.
Опрос: сделано ли в вашем загородном доме полноценное заземление?
Пробный запуск котла
- Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
- Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
- Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
- 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.
Схема подключения электрокотла в электросеть
Электрические отопительные агрегаты должны подключаться медным проводом, сечение которого не менее указанного в документации на оборудование.
Внешние электросоединения аппарата производятся через кабельные вводы, которые находятся в левом нижнем углу. Там же расположена клемма заземления с болтом М6, изготовленным из латуни.
Схема подключения электрического котла отопления подразумевает использование комнатного регулятора, имеющего беспотенциальный выход.
Если необходимо организовать электроотопление значительных площадей, то при приобретении оборудования выбирают модели, предусматривающие возможность монтажа каскада. Для работы аппаратов в каскаде клеммы управляющего агрегата соединяются с клеммами управляемого. Если системой установок руководит комнатный регулятор, то его управляющие контакты соединяются с клеммами ведущего аппарата.
Обвязка электрического котла отопления: важный этап
Особенности подключения электрокотла
С одной стороны нельзя назвать монтаж отопительного котла очень сложной работой, а с другой – обустройство системы обогрева дома требует соблюдения определенной технологии установки электрокотла. Преимущества электрокотла, изображенного на фото, перед другими видами отопительных приборов в том, что его можно установить в любой точке системы теплоснабжения, и он будет хорошо функционировать, но при условии выполнения правильной обвязки данного нагревательного устройства, согласно схеме подключения электрического котла отопления.
Вне зависимости от схемы теплоснабжения с электрическим котлом в ней непременно должно быть заземление прибора. Устройство можно подключать к электрощиту, но нулевую фазу использовать запрещается. Это не просто опасно: оборудование воспринимает такие действия как короткое замыкание.
Правильное подключение электрокотла к сети является одним из условий надежной работы отопительной системы. Необходимо также подобрать качественные комплектующие, а кроме этого нужна профессионально выполненная обвязка электрического котла отопления. Правильно сделанная работа обеспечит незначительную разницу в температуре жидкого теплоносителя на входе и выходе устройства. Для этого большое значение имеет верное размещение электрокотла с его последующим подключением (прочитайте: “Подключение электрокотла к системе отопления: инструкция”). Только при соблюдении данных правил, теплоноситель сможет максимально эффективно отдавать тепло радиаторам.
Необходимость обвязки электрокотла
Прежде всего, обвязка требуется электрокотлу для защиты прибора от перегрева. Как показывает практика, если правильно выполнена схема обвязки электрического котла отопления, то снижаются теплопотери, а, соответственно, экономятся денежные средства. Также исчезает необходимость приобретать дорогостоящее оборудование для контроля над работой системы.
Если модель отопительного электрического котла изначально не оснащена автоматическим блоком, контролирующим функционирование системы, тогда для прибора большое значение имеет правильная обвязка. Она позволит добиться максимально эффективной работы даже при установке не особо мощного котла.
Схема обвязки электрокотла
При выполнении схемы обвязки следует учитывать, что помимо расчета мощности для электрического отопительного прибора, необходимо не забывать о ее основном назначении – осуществлении контроля над перепадом температуры жидкости на входе устройства и его выходе.
- разные по диаметру трубы;
- радиаторы отопления (прочитайте: “Обвязка радиаторов отопления полипропиленом – просто и доступно”);
- циркуляционный насос;
- манометр;
- кран балансировки;
- распределительный клапан;
- проходной фильтр.
Из оборудования и инструментов в наличии должны быть сварочный аппарат и гаечные ключи.
Что касается дополнительных и крепежных изделий, то из них будут нужны:
- тройники, переходники;
- предохранительный, обратный, воздушный клапаны;
- болты, гайки, муфты.
Обвязка электрического котла отопления выполняется согласно одному из четырех различных принципов:
- с принудительной циркуляцией воды;
- с естественной циркуляцией теплоносителя;
- классический вариант разводки;
- с применением первично-вторичных колец.
Система отопления помещения с естественной циркуляцией воды состоит из:
Схема, обеспечивающая принудительную циркуляцию, включает следующие элементы:
- регулятор температуры воздуха в комнате;
- радиаторы;
- электрокотел;
- расширительный бак открытого типа;
- блок безопасности, состоящий из предохранительного клапана и манометра;
- кран для восполнения количества теплоносителя;
- насос;
- обратный клапан;
- антиконденсатный насос;
- датчик минимального температурного режима.
Если отопительная конструкция функционирует с использованием настенного электрического нагревательного прибора, то все ее элементы также включаются в обвязку, которая помимо теплоснабжения, может обеспечивать горячее водоснабжение и функционирование системы обогрева «теплый пол».
Аварийная обвязка электрокотла
Обвязка электрического котла отопления двухконтурной схемы обязательно должна предусматривать способы, позволяющие контролировать и управлять системой, если произойдет непредвиденная аварийная ситуация. Например, может отключиться электроснабжение. Иногда проблему с временным отсутствием электроэнергии решать при помощи использования источников бесперебойного питания или аккумуляторов (их следует периодически при необходимости заряжать).
