Виды электрических котлов для отопления частного дома

Сейчас огромное количество людей предпочитает жизнь за городом. Важным вопросом при организации загородной жизни является обогрев частного дома. Наиболее популярным способом отопления сегодня называют электрический котёл.

Отличительные особенности

Теоретически, уровень коэффициента полезного действия (КПД) современных котлов, работающих от электричества, составляет 99%.

На практике это означает, что на максимальном уровне мощности, электрокотел на производство 9 кВт тепловой энергии затратит 9,091 кВт электричества.

КПД электрических котлов с течением времени может упасть до 70-80% из-за появления накипи на нагревательном элементе. В таком случае, нагрев воды повлечет за собой более значительные энергозатраты.

Степень экономичности котла будет напрямую зависеть от принципа его функционирования, а также удобства системы управления прибором:

  • модулируемой мощности;
  • режимов планирования;
  • возможности настройки оборудования с учетом работы в ночное время, когда электроэнергия стоит дешевле.
Отличительные особенности

Главное конструктивное отличие энергосберегающих котлов от обычных заключается в том, что они не имеют ТЭНа.

Вместо него устанавливается индукционная катушка или электрод. В таких устройствах роль проводника выполняет жидкость, которая также является и тепловым носителем.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! При наличии электрода, электроток внутри котла проходит путь от него к стенкам агрегата именно через воду, производя ее нагрев.

Если котел оборудован катушкой индукции, подогрев жидкости производится проходящими сквозь нее магнитными волнами.

Что нужно учесть при выборе и установке электрокотла?

Чтобы определить, какой электрический котёл лучше выбрать, нужно учитывать такие факторы:

  • предполагаемую отопительную площадь дома, дачи, квартиры;
  • вид помещения;
  • вес и размеры аппарата;
  • эксплуатационный срок;
  • показатель экономичности;
  • ценовой лимит.

Способ монтажа

В зависимости от способа установки, можно выбрать:

  • электрокотел с нижним расположением патрубков (входного и выходного);
  • электрокотел с нижним входным патрубком, верхним расположением выходного патрубка.

Настенный мини-котёл

Настенный мини-котёл эконом-класса будет прекрасно отапливать помещение, если при его установке также учесть следующие нюансы:

  • Счётчик может оказывать влияние на расход электричества. Выгодно выбрать многотарифный электросчётчик, который учитывает работу агрегата ночью.
  • Полезна программа задержки выключения насоса.
  • Сделав выбор в пользу циркуляционного встроенного насоса можно ещё увеличить КПД оборудования на несколько процентов. Он повышает скорость движения воды в системе, обогрев частного дома или квартиры проходит быстрее.
  • Экономичность электроприбора можно увеличить, если использовать трубы меньшего диаметра. Время нагрева воды уменьшится, следовательно, уменьшатся расходы на электроэнергию.
  • Производительность оборудования также зависит от вида управления. Для частного дома выгодно брать настенный прибор эконом-класса с автоматической панелью управления, поскольку автоматика увеличивает КПД на 1/4.

Но поскольку механическое управление считается более надёжным, котлы с механическим управлением – самые оптимальные для длительного обогрева помещений с большой площадью.

Число контуров, КПД и мощность электрокотлов разных видов

ТЭНовый электрокотел обладает мощностью в 12 кВт. Вся мощность распределена на 6 нагревателях, по 2 кВт на каждый. КПД составляет 98%.

Важно! Со временем на ТЭНах происходит образование накипи, из-за чего они теряют свою первоначальную мощность. Чтобы избежать этого, используйте в качестве теплоносителя дистиллированную воду – жидкость без примесей! Электродный электрокотел имеет мощность 1-16 кВт, распределённую на 1–3 фазах. КПД составляет около 100%. КПД индукционного электрокотла составляет 98–100%.

В отличие от прибора на основе ТЭНов, здесь (как и на электроде) не образуется накипь, и мощность остаётся такой же, какой была при покупке – от 2 до 1500 кВт. Сколько контуров будет у вашего котла, выбирайте самостоятельно. Их количество зависит от того, для каких целей будет использоваться нагреваемая вода. Одноконтурные системы применяют только для отопления помещений, а агрегат с двумя контурами применяется для нагрева воды в кране, для нагрева воздуха в помещении.

Читайте также:  Инструкция по устранению неисправностей газовой колонки Нева 4511

Индукционные котлы

Выпускаются на рабочее напряжение 220 В, мощностью до 7 кВт. Габариты котла приблизительно 100 мм в диаметре и 800 мм по высоте. Масса 30-40 кг.

В индукционном котле используется особенность переменного тока создавать в катушке с железным сердечником вихревые токи, которые нагревают его. Выделяющееся тепло передается в протекающую воду. Конструктивно он представляет отрезок толстой трубы из стали, внутри которого имеется лабиринт для лучшего теплообмена. Для протекания воды используют два штуцера, один в нижней, другой в верхней части котла. В одном из слоев лабиринта скрыта катушка из медного провода. Сама катушка выполнена с внешней части водяной полости, так что никаких проблем с ее защитой от воды нет.

Питание индукционного котла выгодно производить повышенной частотой, так как это увеличивает потери в стали и снижает массу и габариты котла. Для этого применяется преобразователь частоты повышенной мощности, что существенно увеличивает стоимость индукционных котлов, и без того немалую. В последнее время стоимость таких преобразователей снижается, но еще остается высокой.

В системах с индукционными котлами нет ограничений ни на качество воды, ни на материал труб или радиаторов. Они такие же как и в реостатных.

Заметным недостатком индукционного котла является шум, создаваемый вибрацией на рабочей частоте. Он легко проходит по трубам во все помещения при неправильном монтаже. С одной стороны, вибрация котла неплохо защищает его от образования накипи, но шум может создавать дискомфорт. Поэтому крепление такого котла должно быть прочным, а в трубах использованы гасящие вставки.

Индукционные котлы

Достоинства

  • большая наработка на отказ (у самого котла);
  • низкое образование накипи;
  • хорошая теплоотдача;
  • не требуют подготовки воды;
  • можно использовать с любыми радиаторами.

Недостатки

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

Достоинства и недостатки

Как и любой электрический агрегат для отопления частного дома, электродный прибор имеет и свои положительные стороны, и отрицательные.

Плюсы

К положительным можно отнести высокий коэффициент полезного действия – 98% при небольших габаритах. При этом за счет ионизации теплоносителя происходит экономия потребляемой электроэнергии. Если сравнивать, к примеру, с ТЭНовыми отопительными котлами, то электродные потребляют электричества на 40% меньше.

Перепады напряжения – это естественное состояние электрических российских сетей в загородных поселках. Так вот энергосберегающие котлы отопления электродного типа на эти перепады не реагируют. К тому же нет необходимости согласовывать установку и подключение котла с котлонадзором.

Минусы

К отрицательным позициям использования электродного нагревателя можно отнести невозможность его применения в системе отопления, где установлены стальные трубы и чугунные радиаторы. В первом случае есть большая вероятность образования накипи на стенках.

Во втором – большой объем теплоносителя, который электродный котел может и не прогреть. Сюда же добавим заливку антифриза и ингибиторов, а также высокую стоимость электроэнергии.

Классификация оборудования и принцип работы

Электрокотел преобразует электрическую энергию в тепловую и в зависимости от особенностей конструкции может быть:

  • ТЭНовым;
  • электродным;
  • индукционным.

Независимо от вида современные модели снабжены термостатом, с помощью которого можно корректировать мощность устройства и степень нагрева теплоносителя.

Обычно есть и возможность получать сведения с внешнего датчика, чтобы контролировать температуру воздушной массы в конкретном помещении.

Устройство с нагревательным ТЭНом

Внутри емкости, предназначенной для воды, устанавливают нагревательные элементы – ТЭНы. Они могут быть выполнены в виде трубок или пластин. Чтобы регулировать степень нагрева, нагреватели включаются поочередно.

Вода поступает в бак, нагревается, затем передается на контур. По мере ее остывания или нагрева отдельные ТЭНы включаются или выключаются. Движением теплоносителя управляет встроенный циркуляционный насос.

Читайте также:  Виды теплоизоляции для труб отопления и водоснабжения

В зависимости от размеров и типа ТЭНовые электрокотлы бывают настенными или напольными. Нужно подобрать такое место установки прибора, чтобы его было удобно обслуживать

Можно выбрать двухконтурные модели таких котлов, они подогревают воду не только для отопления, но и для водопровода. ТЭНовые устройства популярны за счет простой конструкции и относительно невысокой цены. При правильной эксплуатации они ломаются крайне редко.

Помимо воды в качестве теплоносителя применяются различные по концентрации антифризы или масляные составы. Но размеры у таких устройств обычно достаточно большие, что ограничивает возможности при выборе места для их установки. Со временем на ТЭНах оседает налет, периодически нагревательные элементы нужно заменять.

Электродный котел для отопления

Для нагрева здесь используется разница потенциалов на двух электродах и естественное сопротивление воды, возникающее благодаря растворенным в ней солям. Это компактные устройства, которые могут быстро нагревать небольшие объемы воды.

Электродные котлы очень компактные, их просто установить, но работают такие приборы только с водой, имеющей определенное удельное сопротивление

Встроенный циркуляционный насос здесь не нужен. Это простой прибор, который почти никогда не ломается. А если такое и случится, его не сложно отремонтировать. Цену на устройства этого типа можно назвать демократичной.

Но масло и антифриз для такого котла не подойдут, в качестве теплоносителя приемлема только вода, но не дистиллированная. Со временем электроды изнашиваются, растворяются в воде. Их нужно периодически заменять новыми элементами.

Прибор с индукционным нагревом

В таких котлах нагревательный элемент выполнен из диэлектрического корпуса с навитой на него катушкой и сердечником. Ток в катушке вызывает разницу потенциалов в сердечнике, который достаточно быстро нагревается. Тепловая энергия передается теплоносителю.

Котлы с индукционным принципом действия устойчивы к износу, они обладают высоким КПД и служат исключительно долго. Конструкция настолько простая, что ее можно изготовить из подручных средств

Это котел с высоким КПД и длительным ресурсом эксплуатации. Промышленные модели довольно дорогие, но при желании можно изготовить самодельный индукционный аналог. Подходит любой жидкий теплоноситель, а случаи поломок крайне редки.

Принцип работы

В основе работы электродного котла лежат чисто физические законы. Теплоноситель в нем нагревается не за счет какого-то нагревательного элемента, а благодаря распаду молекул воды на разнозаряженные ионы.

В емкость, где расположен теплоноситель, устанавливаются два электрода, включается подача электрического тока. Молекулы воды под действием тока частотой 50 Гц (это количество колебаний в секунду) делятся на положительные и отрицательные ионы. Именно во время процесса разделения и получается тепловая энергия. Каждый ион со своим зарядом движется к определенному электроду.

Удивительно то, что нагрев получается моментальным за счет высокого сопротивления воды. Плюс ко всему в такой системе отсутствует процесс электролиза, который способствует образованию накипи на металлических стенках отопительного котла. А значит, электродный котел – это практически вечно работающий агрегат.

Принцип работы

Конструкция устройства достаточно проста. Во-первых, это прибор небольших габаритных размеров.

Во-вторых, котел представляет собой трубу, которая просто врезается в систему трубной развязки путем резьбового соединения при помощи американок. В-третьих, электроды вставляются с одного из торцов устройства. Вход теплоносителя производится через боковой патрубок, а выход через свободный торец.

Размеры агрегата зависят от его мощности. К примеру, » однофазный имеет длину 30 см (диаметр 6 см), трехфазный – 40 см. Для небольшого частного дома подойдет первый вариант. Если дом достаточно большой, многоэтажный, то лучше установить трехфазный прибор.

Сколько стоит отопить дом электричеством

Существует правило – для отопления 10 м² площади нужно затратить 1 кВт электроэнергии. То есть формула для расчёта мощности котла проста и примитивна – общая площадь делится на 10 и умножается на 1 кВт. Но расчёты далеки от идеала. Сначала следует высчитать теплопотери дома. Для этого учитываются следующие моменты:

  1. Материал строительства. Камень и кирпич дадут максимальные значения. Каркасный дом с прослойкой из стирола будет самым экономичным по потреблению тепла.
  2. Далее учитывают толщину стен – кладка в три кирпича или брус в 200 мм способны удерживать тепло лучше, чем средние параметры.
  3. Нужно замерить двери и стеклопакеты – через них выходит большое количество тепла, что, естественно, влияет на общее число.
Читайте также:  5 лучших твердотопливных котлов длительного горения

Когда сумма теплопотерь известна, к ней прибавляют 20% от общего числа на случай сильных морозов и необходимую выработку горячей воды. Теперь можно выбирать электрический двухконтурный котёл для отопления дома, способный восполнить эти теплопотери.

Запас мощности нужен в том случае, если владельцы часто отлучаются из дома и им приходится отключать установку, а затем в авральном режиме разогревать помещение. Во всех остальных случаях, значение мощности чуть ниже требуемого поможет держать температуру внутри на оптимальном уровне постоянно, без резких перепадов.

Читатели захотят увидеть конкретную стоимость. На примере дома из кирпича в два этажа общей площадью 50 м² опишем процесс подсчёта:

  1. Считаем площадь стен, если стандартная высота потолков равна 2,5 м – на два этажа получаем 140 м². Конечно, следует вычесть количество окон и дверей – приблизительно 8 м². Итого – 132 м².
  2. Толщина стен учитывает не только строительный материал, но и применённый утеплитель. Его толщина составляет 50 мм, если речь идёт о производных стиролах.
  3. Полы и потолки также должны быть утеплены. Его площадь составляет 300 м².
  4. Теперь нужно найти потери тепла для стен и пола по формуле Q = S (пл.) х (tв — tн), где S – площадь стен или пола, а температурная разница от +18 до -25 показывает комфортные значения и наружные. Итак, для стен это значение будет равно 5676 Вт, или 5,7 кВт. Для пола – 12900 Вт или 12,9 кВт. Суммируем и получаем 18,6 кВт/час – требуется на восполнение теплопотерь.
  5. Теперь нетрудно подсчитать стоимость электроэнергии – 18,6*8 часов работы*30 дней в месяце*3,5 рубля по тарифу 2015 года, получаем в итоге 15 тыс. 624 рубля/месяц.

Это, конечно, дорого. Поэтому прежде чем задумываться о приобретении электрического котла для отопления, стоит рассмотреть другие варианты, пусть и с использованием электрических сетей – например, ИК-системы обладают большим КПД и другим принципом действия, следовательно, уменьшение нагрузки в блоке управления позволит создавать комфортную температуру дома без большого расхода.

Котел типа SAV — внешний вид и схема устройства

Мало того, «включается» еще одно интересное явление. Сам по себе замкнутый вторичный контур, находясь в переменном электромагнитном поле, начинает генерировать реактивную мощность, которая при выходе котла в полноценный режим, даже превосходит первично наведенную. То есть для поддержания требуемого уровня нагрева потребление энергии из внешнего источника резко снижается – а это прямой путь в хорошей экономии.

Котел типа SAV — внешний вид и схема устройства

Видео: полезные сведения об индукционных котлах SAV

Котел типа SAV — внешний вид и схема устройства

Котлы типа ВИН

Котел типа SAV — внешний вид и схема устройства

Эти котлы (вихревые индукционные нагреватели – ВИН), работают несколько иначе.

Пуск котла

Подготавливать электрический котел к запуску, означает, что его необходимо полностью проверить все соединения, электрическую сеть, заполнение системы водой. Если в проводке будут находиться пережатые или порванные провода, то их нужно будет заменить и тщательно заизолировать. Поступать по другому запрещается, так как в трехфазной сети находится напряжение с приличной силой тока, а замененный участок может пробивать.

Подготовка также подразумевает очистку конструкции от пыли и грязи. Еще следует позаботиться о том, чтобы не допустить скачков напряжения как при первом запуске, так и при дальнейшей работе. Чтобы этого не случилось, устанавливают устройство защитного отключения.

  1. Сначала необходимо наполнить систему водой, причем сделать это таким образом, чтобы в ней не было воздушных пробок. Как правило, радиаторы имеют в своей верхней части специальные краники для выпуска скопившегося воздуха.
  2. В дальнейшем останется лишь включить котел в электросеть и подождать, когда он прогреется.