Какой лучше выбрать электрокотел для отопления частного дома

Электродный котел представляет собой прибор прямого действия. В нем вода нагревается путем прохождения тока через теплоноситель. Нагрев происходит из-за хаотичного движения ионов теплоносителя с частотой 50 колебаний в секунду. Эффективность нагрева зависит от особенностей теплоносителя.

Целесообразность применения, на что обратить внимание

Использование электричества для отопления дома, офиса или квартиры актуально при наличии денег для оплаты потребленной электроэнергии. В плане затрат газовое отопление дешевле (не во всех странах). Поэтому, выбирая между газом и электричеством, предпочтение чаще всего отдается первому варианту.

Но как быть, когда газ не подведен к дому? Здесь выручает электрическое отопление, ведь свет подведен почти везде.

Для безопасности работы электрического обогрева рекомендуется сделать 3-фазный ввод и равномерно подключать нагрузку. В случае применения только одной из фаз придется менять проводку в доме и решать проблемы с заменой автоматических выключателей на входе.

Вопрос с расходами решается путем установки двух тарифного счетчика учета. Его особенность заключается в фиксации потребления энергии в разное время суток для расчета по различным тарифам.

К примеру, в ночное время стоимость электричества наиболее низкое. Это время можно использовать для обогрева жилплощади. В остальное время суток рекомендуется применять другие виды отопления, к примеру, твердотопливный котел.

Возможен еще один вариант. При наличии водяного отопления используется теплоаккумуляторная емкость, которая накапливает тепло при минимальном тарифе за свет, а отдает его в период пиковых нагрузок и максимальной цены.

Для сохранения тепла и экономии электричества важно обшить дом пенопластом. Этот способ актуален и для других способов отопления.

Электрокотлы для отопления частных домов

Электрокотел – это отопительное устройство, в котором теплоноситель нагревается до необходимой температуры посредством специальных электродов или трубчатых электронагревательных элементов (ТЭНов). Электрические отопительные котлы используются в автономных системах отопления частных домов и производственных зданий. Теплоносителем чаще всего выступает специально подготовленная вода. В некоторых случаях низкозамерзающие жидкости, созданные на основе пропилен- или этиленгликоля.

Электрокотлы могут использоваться как основной элемент системы, так и в качестве аварийного, при выходе из строя основного устройства – твердотопливного или газового котла. Так, например, при отключении газа или если закончились дрова или уголь, то отопительная система сможет продолжить нормальное функционирование благодаря включенному в нее электрическому котлу для отопления.

Простейшая схема подключения электрокотла

Отопительный электрокотел, независимо от производителя, состоит из следующих основных элементов:

  • корпус, в котором размещены все рабочие узлы устройства;
  • теплообменник, состоящий из бака с теплоносителем и нагревательными элементами;
  • блок управления, контроля и безопасности.

Все отопительные котлы работают по одному и тому же принципу. Нагревательный элемент, расположенный в баке, превращает электрическую энергию в тепловую. Далее теплоноситель, доведенный до необходимой температуры, по трубам переносится к батареям отопления.

Отопительное оборудование легко монтируется и имеет эстетичный вид

Электрокотлы для отопления могут быть ТЭНовыми, индукционными или электродными. Большей популярностью пользуются устройства именно с трубчатыми электронагревательными элементами. Также котлы делятся по рабочему напряжению:

  • отопительные устройства – 220V;
  • приборы, работающие от напряжения в 380В и имеющие мощность не менее 12 кВт;
  • смешанного типа.

Различают котлы и по способу монтажа – настенные и напольные.

Эл. котел для отопления частных домов как и любое устройство имеет свои достоинства и недостатки. К преимуществам относят:

  • легкость монтажа;
  • отсутствие необходимости подвода дымоотводящих каналов;
  • электрокотел обладает большей экологической безопасностью, чем газовые или твердотопливные отопительные устройства;
  • большой КПД – 95-98%;
  • не требуется отдельного помещения для установки.

Среди недостатков отмечают:

  • необходимость точного расчета сечения кабеля;
  • требуется подвести к котлу отдельную линию от распределительного щита;
  • дороговизна этого вида энергоносителя, в отличие, например, от газа.

Электрокотлы занимают мало места

При выборе отопительного оборудования нужно учесть несколько факторов, о которых поговорим ниже. Если все же выбор сделан в пользу электрокотла, то стоит подумать также об установке многотарифного прибора учета, который позволит сэкономить денежные средства.

Статья по теме:

Большинство частных домов имеют внушительную площадь и в силу того, что Россия некурортная страна, в которой круглый год царит лето, эту самую площадь нужно как-то отапливать в зимний период. Если правильно подойти к данному вопросу, то окажется, что отопление дома электричеством — самый экономный способ. Об этом мы и поговорим в публикации.

Критерии выбора

Для упрощённого понимания будем исходить из среднестатистического частного жилого дома, построенного из широко распространённых материалов (кирпич и т.п.) и расположенного не в пригороде Воркуты или Сочи, а где-то посередине.

Итак, три главных критерия:

  • Площадь обогрева здания;
  • Одно или двухконтурный котёл (т.е. только отопление или отопление плюс горячая вода, а может и тёплые водяные полы);
  • Напряжение и сила тока, то есть электрическая мощность.

Площадь обогрева

Необходимая мощность рассчитывается исходя из 1 кВт на 10 м² жилого помещения с высотой потолка до 3 м. Это условно-средняя норма.

«Совет. До расчёта мощности котла, проведите тест. В холодный день измерьте обычным термометром температуру в комнатах – на расстоянии 10 см от пола и 10 см от потолка. Важно! До начала замеров, межкомнатные двери должны быть закрыты не менее часа. Это позволит стабилизировать естественную температуру.

Разница перепада температур «пол / потолок», не должна превышать 2-4°С. Будет больше – займитесь утеплением оконных и дверных проёмов. Не поможет – значит, есть причина подумать об утеплении пола, стен и даже потолка».

Читайте также:  Отопительные печи на дровах и их разнообразие конструкций

Позволю выложить порядок теплотехнического расчёта (думаю люди грамотные, вполне поймёте). Сразу оговорюсь – он приблизительный, поскольку не учитывает фактическую теплопроводность конкретного дома и предполагает высоту потолков до 3-х метров.

Электродный котёл в системе

Стандартная формула: W = S x W (уд.) / 10 м²

W — мощность (Квт);

S — общая отапливаемая площадь (м²);

W(уд.) – удельная тепловая мощность на каждые 10 м². в том числе:

W(уд. х.р.) — коэффициент для холодных регионов = от 1,2 до 2,0;

W(уд. с.р.) — коэффициент для средних регионов = от 1,0 до 1,2;

W(уд. ю.р.) — коэффициент для южных регионов = от 0.7 до 0,9;

Например, для дома S = 150 м², расположенного в средней полосе России нужен котёл для отопления, мощностью от 15 до 18 кВт. Ещё раз уточняю – цифры среднестатистические.

Объём горячей воды для бытовых и хозяйственных нужд

Это рассчитывается исходя из нескольких составляющих, главные из которых:

  1. Количество водоразборных точек;
  2. Количество потребителей (жильцов проще говоря);
  3. Объёмы потребления.

Здесь тоже есть несколько формул, однако их приводить не буду, поскольку много разных факторов, влияющих на подбор. В том числе: объём бака запаса, требуемое количество и температура нагрева, скорость нагрева и температура входящей холодной воды, теплопотери при хранении подогретой воды и др.

Эти данные быстро и компетентно посчитает любая специализированная компания, имеющая в штате теплотехника или соответствующую программку.

Напряжение и сила тока (электрическая мощность)

Эти два фактора оказывают непосредственное влияние на наши возможности. Описывать подробности в виде необходимых сечений провода не буду, скажу лишь то, что есть котлы, требующие однофазного (220 V) и трёхфазного (380 V) напряжения. Причём, мощность от 6 кВт – только в трёхфазном исполнении.

Особенности электродных котлов [ править | править код]

  • Так как теплоноситель является элементом электрической цепи, то в электродных котлах отсутствует проблема «сухого хода», или, другими словами, если из системы отопления по какой-либо причине вытекает (выкипает) теплоноситель, то электрическая цепь размыкается и котел отключается, тем самым не вызывая аварийных ситуаций.
  • Мощность электродных котлов напрямую зависит от температуры теплоносителя — чем ниже температура воды в системе, тем мощность ниже. Номинальный режим нагрева котел обеспечивает в районе какой-то одной фиксированной температуры.
  • Электродные котлы менее инертны, что позволяет эффективнее применять управляющую автоматику.
  • Малые габариты и низкая стоимость.
  • Электродные котлы требовательны к качеству теплоносителя.

Сравнение КПД электродного и обычного электрического котла.

Производители нахваливают электродные котлы за их высокий КПД. Отсутствие потерь они объясняют тем, что электрический ток нагревает непосредственно теплоноситель. Но при этом почему-то ничего не говорится о потерях при использовании ТЭНов. Приведу рисунок, чтобы напомнить вам их устройство:

Внутри ТЭНа происходит последовательный нагрев нихромовой спирали, потом наполнителя из периклаза, а потом металлической трубки. Вся эта конструкция плотно прокатана и внутри нет никаких воздушных полостей, которые могли бы удерживать тепло. Поэтому практически вся энергия, выделяемая на нихромовой спирали уходит на нагрев воды. Точно так, как в электродном котле.

Есть еще одно утверждение производителей: «Электродный котел нагревает воду быстрее, чем ТЭНовый. Потому что нагрев воды происходит по всему объему котла». Это тоже спорный аргумент. Воды внутри котла умещается мало, а мощность для ее нагрева прикладывается большая. Безусловно, какое то преимущество во времени будет, но скорее всего оно для вас не будет играть роли. И никаких обещанных 30% процентов экономии не принесет.

Сравнение КПД электродного и обычного электрического котла.

Также очень важна температура теплоносителя в системе. Связано это с тем, что при повышении его температуры происходит падение его сопротивления. А это вызывает повышение потребляемой мощности:

По этой причине температура теплоносителя не должна превышать 50°. А что это будет означать для вас? Это еще одна засада! Например, теплоотдача алюминиевых радиаторов измеряется исходя из условия, что температура теплоносителя равна 90°, а температура воздуха в помещении 20°. При более низко температуре теплоносителя вам нужно будет увеличивать количество секций радиаторов. Так, например делается в системе отопления под названием «Ленинградка», где наиболее удаленные от стояка или котла радиаторы должны быть с большим количеством секций. Чем больше секций, тем дороже система отопления выйдет по цене. Единственный вариант с такой температурой теплоносителя — водяные теплые полы. Но нужно помнить, что для  нашего холодного климата они не подойдут в качестве основной системы отопления.

Мораль всего, что сказано выше такова — никакого особенного преимущества по КПД у электродного котла по сравнению с обычным электрическим нет, а вот сложностей с эксплуатацией прибавляется. О других сложностях поговорим ниже.

Конструктивные особенности

Конструкцию электродного котла отопления можно разбить на четыре составляющие.

  1. Корпус. Изготавливается в виде трубки. Безопасность эксплуатации обеспечивается герметичностью и хорошей изоляцией.
  2. Блок электродов. Состоит из катода и анода. Электричество, которое подается через электроды нагревает теплоноситель.
  3. Патрубки. Обеспечивают соединение котла с остальными элементами системы отопления.
  4. Блок управления. Выполняет функции включения/выключения котла.

При выборе электродного котла нужно следует помнить:

  • В зависимости от мощности существуют одно- и трехфазные котлы. При потребляемой мощности до 9кВт достаточно однофазного котла;
  • Для отопления площади в 40-50 кв. м., понадобится котел мощностью 2-9 кВт;
  • Теплоноситель в электродных котлах это не водопроводная вода, а специальные жидкости с добавками.

Как и любая конструкция, электродный котел имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Преимущества

  • Простая конструкция, высокий КПД.
  • Малые габариты и вес.
  • Стабильная работа при скачках напряжения.
  • Автономность работы. Автоматика самостоятельно регулирует температуру теплоносителя.
  • Автоматическое отключение в случае утечки теплоносителя.
  • Быстрый нагрев теплоносителя.

Недостатки

  • Электродный котел отопления требователен к качеству теплоносителя. Обычная водопроводная вода не подойдет.
  • Обязательное наличие заземления.
  • Требовательность к состоянию электрической сети. Старая проводка может не выдержать нагрузки.
Читайте также:  Камин своими руками: фото, видео, инструкция камина из гипсокартона

Электрический электродный отопительный котел ОЧАГ 2, мощностью 2 кВт. Объём отапливаемого помещения до 75 м³.

Достоинства и недостатки

К положительным качествам электрических котлов следует отнести:

  • полная бесшумность во время работы;
  • отсутствуют запахи, опасность воспламенения топлива и прочие угрозы;
  • котлы поддаются ремонту, а затраты на него намного меньше, чем на восстановление агрегатов другого типа;
  • размеры котлов малы и позволяют размещать их в любой удобной точке отопительного контура;
  • нет необходимости в отведении отдельного помещения;
  • не нужен дымоход, узлы прохода сквозь стены или перекрытия.

Недостатками электрокотлов принято считать:

  • мощность агрегата более 5 кВт требует использования подключения на 380 В, что получить непросто;
  • полная зависимость от электросетей;
  • для подключения нужна отдельная линия с качественной проводкой и автоматами защитного отключения;
  • КПД электрокотлов сравнительно низок;
  • тарифы на электроэнергию высоки и различаются в зависимости от региона.
Достоинства и недостатки

КПД электрокотлов низок, но индукционные модели являются исключением — у них коэффициент достигает 98 %.

Подключение

Если рассматривать такое оборудование, как отопительные электрокотлы с точки зрения пожарной безопасности, то, отметим, что они не несут никакой опасности для человека. Ни при каких условиях электрокотел не может стать причиной возгорания деревянного дома. Однако имеются нюансы, о которых следует знать. При расчете проводки во внимание необходимо принимать мощность отопительной установки. Если её сечение будет меньше, чем требуется для вашего оборудования, то она будет греться. А это уже небезопасно и для дома, и для людей, проживающих в нем.

При определении оптимального сечения провода исходят из расчета: 8А на 1 мм2 сечения. Если в дом будет установлен отопительный котел 6 кВт, то минимальная величина сечения провода, ведущего к нему, не должно быть меньше 3,4 мм2.

Водяной теплый пол является оптимальной системой отопления для электрокотла. Среди всех установок, предназначенных для обогрева помещений, электрокотел для отопления частных домов – самый дорогой класс. В 3-4 рубля обходится кВт*ч тепловой мощности при работе этого оборудования. Располагая агрегат в нижней части помещения, можно обеспечить наиболее эффективное применение подведенного тепла.

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Некоторым читателям будет намного проще понять устройство и принцип работы электродного котла, если они вспомнят незамысловатый способ быстрого кипячения воды с помощью нехитрого приспособления. В студенческих общежитиях, где за соблюдением запретов иметь электрические нагреватели строго следили коменданты, такое устройство было спрятано, наверное, в каждой комнате. Это кабель, на одном конце которого установлена вилка для подключения к сети. А на другом – два бритвенных лезвия, закрепленных тем или иным способом, но обязательно так, чтобы между ними оставался небольшой просвет. Вместо лезвий, применялись и другие металлические пластинки: в армейских казармах, например, в дело часто шли подковки для сапог. Суть от этого не менялась.

После опускания такой «сборки» в воду и подключения к сети 220 вольт происходил очень быстрый нагрев воды. Ждать приходилось недолго – закипание стакана занимало меньше минуты. Этот же принцип используется и в электродных, или, как их еще часто называют, ионных котлах.

Предупреждение: подобные эксперименты – весьма опасны, и повторять их не следует. Велика вероятность получения электрической травмы или возникновения пожароопасной ситуации от короткого замыкания. В наше время – предостаточно миниатюрных кипятильников заводского производства.

В чем же здесь дело, за счет чего осуществляется столь быстрый нагрев? Чтобы понять принцип, необходимо вспомнить некоторые физические законы.

Даже обычная вода (если, конечно, не брать во внимание дистиллированную) обладает электролитическими качествами – растворенные в ней вещества приобретают ионную структуру, то есть совокупность положительно и отрицательно заряженных частиц. Если опустить в такую среду два электрода постоянного тока, то начнётся направленное движение ионов: отрицательно заряженных (анионов) – к положительному проводнику (катоду), и положительных (катионов) – к аноду. Этот процесс называется электролизом.

Базовое устройство и принцип действия электродного котла

Но в нашем случае используется переменное напряжение с частотой 50 Гц. Это означает, что полярность погруженных в воду электродов меняется со скоростью 50 раз в течение секунды. Естественно, движение ионов в таких условиях не направленное, а превращается в колебательное, со сменой направления с такой же частотой. Так как подобные колебания происходят в достаточно плотной водяной среде, оказывающей существенное сопротивление движению, энергия перемещения превращается в тепловую. В пространстве между электродами происходит очень быстрый нагрев, который и приводит к закипанию воды.

Точно так же работает и электродный котел, только выработанная тепловая энергия уже передается потоком теплоносителя по точкам теплообмена – радиаторам. Во всех остальных типах электрических котлов в качестве «передаточного звена» выступают те или иные металлические детали. Это может быть трубчатый корпус ТЭНа, лабиринт внутренних каналов или сам корпус – в приборах индукционного типа. В лбом случае, теплоноситель прогревается только за счет прямой теплопередачи. А вот в электродной схеме такого «посредника» нет в принципе – нагревается сама жидкая среда, находящаяся в данный момент между погруженными в нее проводниками.

Говорят, и это похоже на правду, что подобная технология была перенесена в быт человека из военной промышленности – именно так обеспечивается нагрев воды для отопления отсеков подводных лодок и надводных кораблей. В пользу этого говорит сочетание необходимых качеств – компактности, быстродействия, эффективности, пожаробезопасности.

Небольшое отступление, чтобы не возвращаться к проблемам терминологии. Электродные котлы иногда называют ионными – почему, наверное, понятно. Однако, иногда производители делают упор на именно такой формулировке, пытаясь провести некую границу между этими двумя понятиями. Мотивируют они тем, что в их приборах реализовано высокоточное управление на уровне «количества и качества ионов», участвующих в процессе нагрева. Это можно воспринимать в качестве рекламного хода или относится к этому всерьёз – в любом случае, такое управление возлагается на какой-либо блок электроники и требует применения точно выверенного состава электролита-теплоносителя. Но принцип действия самой схемы нагрева – от этого ничуть не меняется. Так что не будет большой ошибкой использовать любую из этих двух формулировок.

Читайте также:  Зачем нужен смесительный узел теплого пола?

А вот название «катодный» или «анодный» котел – совершенно не корректное, так как в режиме постоянного напряжения подобная схема попросту неработоспособна.

Установка электрокотла для отопления частного дома

Котлы отопления бывают напольными и настенными. Настенные электрокотлы устанавливаются прямо на стену, для монтажа напольного оборудования нужна специальная подставка. Что касается того, как сделать электрокотел своими руками, то лучше все-таки купить оборудование промышленного производства – оно точно прослужит долго.

    Как правильно установить электрокотел:
  1. сначала прибор собирают согласно прилагаемой инструкции;
  2. устройство закрепляют на полу или стене;
  3. оборудование подсоединяют к электросети и проводят заземление;
  4. подключают электрический котел отопления своими руками к системе отопления;
  5. удаляют воздух из системы и проверяют работоспособность.

Выполнение всех этих этапов работы является обязательным, только в этом случае можно быть уверенными в долгой и безупречной эксплуатации оборудования.

Установка оборудования

    Перед началом работы нужно подготовить следующие инструменты:
  • перфоратор или дрель для создания отверстий для крепежа оборудования;
  • монтажную планку или анкера для прикрепления котла;
  • кабель для подключения приборов;
  • фланцы, муфты, трубы для создания отопительной системы.

Помогут установить водонагревательный электрический котел своими руками чертежи и инструкция производителя.

Прежде чем приступить к монтажу оборудования, нужно убедиться, что стена выдержит его вес. Место для установки выбирается таким образом, чтобы возле котла и над ним хватало места для проведения ремонтных работ, которые через годы эксплуатации все же придется проводить.

Величина данного пространства обычно указывается в инструкции производителя. Установка электрокотла должна производиться без отклонений по уровню и перекосов.

Также важно, чтобы стена, на которую будет устанавливаться оборудование, была сделана из негорючих материалов. Это обязательное требование пожарной безопасности для отопительных приборов.

После монтажа электрокотла к нему подключают трубы водоснабжения и системы отопления. Соединение элементов производится с помощью фланцев и муфт.

Затем котел подключают к электрической сети, используя специальный кабель, предназначенный именно для этого оборудования. Перед этим обязательно монтируют автоматы и защитные устройства, рекомендуемые производителем. Установка электрокотла в частном доме или квартире также требует заземления.

Установка электрокотла для отопления частного дома

При подключении оборудования стоит учитывать, что далеко не все отопительные приборы работают от обычной электросети 220В. Нередко возникает необходимость подключения котла к трехфазной электросети 380В.

Кроме того, нужно рассчитать требуемое сечение электрического кабеля исходя от напряжения проводимого тока и мощности отопительного оборудования.

Что касается того, как работает электрокотел, то основное требование по его эксплуатации – наполнять систему отопления водой можно только после включения нагревательного устройства. Таким образом, сначала нужно включить котел, и лишь потом наполнять трубы водой и проверять работоспособность системы.

Установка настенных и напольных котлов практически ничем не отличается, разве что тем, что первые крепятся на стену, а вторые устанавливаются на заранее подготовленную подставку.

Рекомендации по установке электрокотлов

При покупке оборудования нужно обратить внимание на его комплектацию и эксплуатационные возможности. Обычно электрокотлы в квартирах устанавливают для создания резервной системы отопления.

Если же прибор будет служить для основного обогрева дома, то стоит учесть, что он потребляет немало электричества, поэтому для отопления большой площади лучше подобрать другой вариант.

Если котел электродный, то для контура отопления потребуется манометр, воздухоотводчик и обратно-предохранительный клапан. Когда производится монтаж электрокотла для открытой системы отопления, то обязательно устанавливают запорную арматуру после расширительного бачка.

Для заземления электрокотла необходим кабель с сечением минимум 4 миллиметра. Если оборудование будет использоваться не для новой системы отопления, то трубы обязательно промывают, чтобы избежать загрязнения форсунок котла.

Установить электрический котел вполне можно самостоятельно, но нужно придерживаться рекомендаций специалистов и производителя, чтобы он прослужил долго и работал эффективно.

Принцип работы самодельного электродного котла

Жидкость, налитая в «стакан», в нашем случае это вода, начинает через время кипеть. Пар, который постепенно образуется, начнет подниматься по трубе и отдавать тепло, превращаясь в воду. Вода же будет стекать вниз по наклоненной трубе и медленно оказываться в «стакане». Потом цикл будет начинаться снова.

Высокий уровень экономичности такого отопления при больших объемах обогрева позволяет делать их небольшого размера, что является еще одним преимуществом.

Если нужно обогреть большой объем помещений, то можно создать несколько электродных котлов в различном порядке для получения нужных характеристик на выходе. Дополнительный плюс в том, что такие котлы можно монтировать и устанавливать без получения на это специального разрешения.

Получение оборудования высокой экономичности в процессе производства тепла — это только одна из целей обогрева помещений в зимнее время года. Другая сторона проблемы — это небольшой расход тепла на получение комфортного микроклимата в помещениях разного типа и назначения. Важно также позаботиться о теплоизоляции дома или квартиры, и о соблюдении энергосберегающих технологий конструкций при строительстве дома в целом.

Обслуживание системы отопления на электродных котлах

В процессе эксплуатации электродные котлы не вызывают особых проблем. Они компактны, бесшумны, требуют минимум защитных устройств в электрической и гидравлической обвязке. Тем не менее, периодическую ревизию и обслуживание такого оборудования проводить всё же придётся.

Внимания в основном требуют электроды котла. Заявления об отсутствии образования накипи не беспочвенны, но в следствие электролиза как минимум на одном из электродов образуется твёрдая корка нерастворимого налёта. Его нужно счищать механически как минимум раз в год. Плюс ко всему следует контролировать плотность и химический состав теплоносителя: для разных систем методы определения его пригодности могут отличаться.

Не следует забывать об электробезопасности. Заземление отопительной системы должно быть качественным, хотя бы раз в два года необходимо проверять рабочие параметры контура основных заземлителей и сопротивление внешних соединительных элементов. Без должного внимания в этом вопросе электродные котлы превращаются в потенциально опасные для жизни устройства.