Отопление в доме можно перевести на электричество. Такой переход аргументируется в первую очередь доступностью электричества, высокого уровня автоматизации и целого ряда упрощений, которые коснутся конструкции системы отопления. Сравнивая с газовыми или твердотопливными вариантами, электрический отопительный котел с насосом существенно облегчает процесс эксплуатации. В квартире избавляет от непостоянства централизованно теплоснабжения и не требует разрешений. Не подпадает под запреты. Для частного дома это возможность повысить комфорт без лишних хлопот. В статье мастер сантехник рассмотрит конструкцию электрокотлов с циркуляционной помпой, а также проанализируем плюсы и минусы от их установки.
Устройство
Электрический котел разительно отличается от своих собратьев, работающих на газе, дровах, угле или даже расточительном дизельном топливе, но принцип работы остается неизменным. Имеется резервуар, в котором теплоноситель нагревается посредством электрических тэнов, от одного до трех. Вода поступает в систему отопления по трубам и циркулирует под воздействием насоса.
Нагревательными элементами могут быть:
- Электрические тэны;
- Индукционные нагреватели.
Отличий для пользователя между ними практически нет. Индукционные нагреватели по заявлениям производителя имеют больший срок службы и не снижают эффективности со временем. Однако на практике в большей степени долговечность котла обусловлена подготовкой теплоносителя. Контроль его состава, чтобы избежать заиливания или появления солевых наростов на стенках нагревательного бака.
Чаще индукционные нагреватели используются в проточных системах, котлах с минимальным объемом теплоносителя во внутреннем резервуаре.
Котлы снабжаются одним или несколькими тэнами. Управление задействует по отдельности каждый тэн или все вместе, что дает возможность регулировать производительность котла, и заодно продлевает жизнь нагревательным элементам, задействуя их поочередно.
Котлы с тэнами делятся дополнительно на:
- С накопительной емкостью;
- Проточные.
Наличие объемного резервуара позволяет повысить теплоемкость системы отопления. Однако они существенно тяжелее и производятся в напольном исполнении. Конструкции проточного типа имеют компактный вид и чаще монтируются на стену.
Главные отличия электрического котла:
- Малый объем резервуара для нагрева теплоносителя, для котла мощностью 3-5 кВт составляет всего 1,5-3 литра. Снижение общего объема теплоносителя в отоплении.
- Точное значение мощности в соответствии с используемым питанием (однофазное или трехфазное) и мощностью тэнов.
- Плавная регулировка температуры теплоносителя без всплесков.
- Котел не требует установки дымохода или обязательного обустройства отдельного помещения, нужна лишь удобная точка подключения к трубам отопления и подвод питающей сети.
Минимальный набор автоматики – это пусковое реле и термодатчик, определяющий температуру теплоносителя. С помощью регулировки термодатчика и установки уровня его срабатывания контролируется максимально допустимая температура воды в системе.
Точнее настроить режим работы позволяют устройства с несколькими датчиками, измеряющими температуру воды на входе и выходе котла, а также с контроллером управления, программатором, способным запомнить установленный режим работы котла с расписанием на неделю.
Циркуляционный насос
Наличие в составе котла циркуляционного насоса и расширительного бака – полноценное решение для теплоснабжения. Насос постоянно и равномерно перекачивает теплоноситель по трубам к радиаторам и обратно к котлу. В отличие от старой конфигурации с естественной циркуляцией решаются три главные проблемы:
- Нет нужды увеличивать сечение труб и объем системы для снижения гидродинамического сопротивления, диаметр труб подбирается, только чтобы без проблем прокачать нужный объем теплоносителя.
- Ненужно разводить трубы подачи строго сверху, а обратки снизу. Применяется оптимальный вариант двухтрубной или однотрубной нижней разводки. Появляется возможность спрятать трубы в стяжку или зашить в стены.
- Уменьшается время выхода отопления в рабочий режим. Радиаторы прогреваются быстрее, как и воздух в помещении.
Оптимальным вариантом является насос с мокрым ротором. В нем ротор расположен непосредственно в канале прокачки жидкости. Это решает проблему с отводом тепла, выделяемого на двигателе насоса.
Насос включается в состав котлов, предназначенных для отопления квартир, коттеджей и небольших домов, мощностью до 12 кВт. Рассчитаны в первую очередь для однотрубного подключения или двухтрубного с небольшим числом разветвлений.
Если планируется использование коллекторной группы, то предпочтительней использовать отдельно циркуляционные насосы на каждый из контуров в отдельности.
Схема работы
Принцип работы электрического котла прост. Электричество преобразуется в тепло в тэнах, имеющих большое омическое сопротивление. Теплоноситель нагревается от них или индукционных элементов и с помощью насоса прокачивается по системе. За счет постоянной циркуляции вода равномерно и быстро нагревается.
Для запуска воды в систему используется специальный ввод с обратным клапаном и защитой по давлению. Оптимальное давление для электрических котлов и автономной системы отопления устанавливается в размере 3 бар. Контролирует его датчик давления и отображает манометр. Регулирует давление расширительный бак, способный вместить лишний объем жидкости, образовавшийся в ходе теплового расширения.
Как только температура воды достигает требуемой величины, срабатывает термореле и питание тэнов отключается. Как только значение температуры снизится на пару градусов, реле снова срабатывает, включая нагревательные элементы.
Для вывода воздуха и газов используется специальный клапан по воздуху, расположенный чаще рядом с насосом. Предотвратить критическое повышение давления, способное навредить элементам отопления, должен датчик давления по воде. При чрезмерном увеличении давления, с которым не может справиться расширительный бак, жидкость через клапан отводится в канализацию.
Сколько потребляет электричества
В отношении электрических котлов отопительных для частного дома ответить на это вопрос просто. КПД высокий и достигает 96-98%. Тепло не уходит в трубу, не делится между окружающим воздухом и резервуаром теплоносителя, котел располагается непосредственно в обогреваемом помещении, а потому любые побочные тепловыделения все равно не пропадают зря.
Единственная существенная растрата электричества – это работа насоса и схемы управления, однако в сравнении с общим потреблением тэнов эти затраты составляют 0,5-1%. Остальные потери связаны с затратами на расширение жидкости, преодоление гидросопротивления и потери в питающих проводах.
Вывод прост – потребление электрического котла примерно равно потребляемой мощности. Для трехтэновой проточной конструкции на 6 кВт потребление может быть 2, 4, 6 кВт в зависимости от того, сколько тэнов в данный момент задействовано. Вся мощность попадет в результате в радиаторы отопления для обогрева помещения.
Отличия есть у индукционных водонагревателей и котлов проточного типа. Там потребляемая мощность отличается от выдаваемой на 5-10%, их эффективность ниже тэновых. Это происходит за счет физики процесса. Нагрев происходит под воздействием электромагнитного поля, и часть его попросту рассеивается в пространстве.
Преимущества эксплуатации котлов с циркуляционным насосом
Растущая популярность этого оборудования обусловлена вполне очевидными достоинствами, которые обеспечивает применение электронагревательных систем в отоплении частных домов:
- Широкий выбор моделей по мощность позволяет подобрать именно ту марку, которая подойдет для ваших условий. Вне зависимости от того, что вам нужно отапливать – дачный дом или цех промышленного помещения — у вас всегда есть возможность приобрести установку с подходящими параметрами.
- Экономический эффект от применения электрических отопительных установок также вполне очевиден. Энергоэффективность современных моделей весьма высока (КПД составляет 97-99%), потому установка такого котла открывает возможности для весьма существенной экономии.
- Использование циркуляционного насоса, интегрированного в саму конструкцию, также способствует повышению эффективности работы. Обладая достаточно низким энергопотреблением, насос способствует максимально быстрому прохождению теплоносителя по всем контурам, обеспечивая быстрый прогрев воздуха в помещениях.
- Поскольку при работе такой отопительной системы не образуются продукты сгорания, то ее можно считать абсолютно экологичной. Дополнительный плюс заключается в том, что нет необходимости тратиться на возведение дымохода, а также обеспечения усиленного притока воздуха.
Обратите внимание! Несмотря на отсутствие продуктов сгорания при работе котла, качественная вентиляция помещения, в котором он установлен, все же необходима
- Управление подобными устройствами максимально оптимизировано. Благодаря этому управлять температурным режимом помещения может даже неспециалист. Кроме того, у большинства представленных на рынке моделей в состав управляющего блока входят компоненты, автоматизирующие работу нагревательного элемента, так что настройку выполнять приходится крайне редко.
Кроме этих плюсов следует упомянуть также тот факт, что котел данной конструкции можно использовать в качестве источника горячей воды. При этом для оптимизации системы водоснабжения необходимо установить бойлер косвенного нагрева с баком емкостью не менее 80 литров.
Недостатки и особенности, требующие особого внимания
Несмотря на внушительный перечень плюсов, которые электрокотел с встроенным насосом обеспечивает своему владельцу, у данной конструкции есть и вполне очевидные минусы:
- Во-первых, себестоимость эксплуатации такой установки напрямую зависит от стоимости электроэнергии. Именно по этой причине в большинстве стран электрические отопительные системы признаны менее эффективными, чем газовые или твердотопливные котлы.
Обратите внимание! Чтобы снизит финансовые расходы, специалисты рекомендуют устанавливать теплоаккумулирующие емкости. Это позволяет снизить потери тепла и сократить расход электроэнергии на нагрев воды
- Во-вторых, работа самого котла и встроенного в него циркуляционного насоса зависят от наличия напряжения в сети. Поэтому следует принимать во внимание особенности вашего региона: если перебои с электроэнергией у вас являются обычным делом, то лучше остановить свой выбор на другой конструкции отопительной системы.
- Также выходом из ситуации может стать установка альтернативного источника тепла на случай «аварийной» ситуации, например, твердотопливной печи или камина. Полноценное отопление они, конечно, не обеспечат, но в случае отказа основной системы защитят дом от остывания.
- Также следует принимать во внимание, что эффективная работа системы «нагреватель + насос» невозможна без качественно электропроводки. Вот почему, устанавливая такой обогрев своими руками, вам, возможно, придется полностью поменять все провода. Это тоже может привести к дополнительным расходам.
Что касается такого параметра как цена самого устройства, то здесь итоговая сумма во многом зависит от выбранной вами модели (а по большому счету – именно от нужной для обогрева вашего дома мощности). Можно найти и достаточно недорогие котлы, но действительно мощное устройство по определению не может стоить дешево.
Критерии выбора
Выбирая электрический отопительный котел с насосом для своего дома, рекомендуется обращать внимание на следующие критерии:
- Мощность. Обеспечивается за счет работы ТЭНов, установленных в теплообменнике. Этот параметр указывается в кВт, и когда мы говорим о мощности котла, мы имеем в виду именно характеристику нагревательных элементов. Как правило, на рынке представлены модели с мощностью от 2-3 до 60-70 кВт.
Обратите внимание! Маломощные устройства чаще всего применяются для отопления небольших частных домов или дач. Модели с мощностью в 50 КВт и более предназначены для промышленного использования
- Объем теплоаккумулирующей емкости. Использование этого элемента позволяет существенно повысить экономичность работы котла, потому пренебрегать ее установкой не стоит. Чем больше объем этой емкости, тем эффективнее идет распределение теплоносителя по трубам. Специалисты рекомендуют выбирать теплоаккумулятор из расчета не менее 20 литров на 1 кВт мощности нагревательного элемента.
- Напряжение. Для однофазных сетей с напряжением в 220 Вольт допускается установка котлов, мощность которых не превышает 12 кВт. Если же необходимо установить устройство с большей производительностью, то обязательным требованием будет наличие в здании трехфазной сети (380 Вольт).
- Сечение кабеля для подключения. Чем мощнее нагревательный блок, тем толще должен быть электрический кабель, используемый для обеспечения системы электропитанием. Так, для котлов мощностью до 4 кВт достаточно будет кабеля с площадью сечения в 4 мм2, а для котла в 12 кВт при однофазном подключении потребуется кабель 16 мм2.
Расчет мощности
Как мы отмечали выше, важнейшим параметром при выборе электрического котла для отопления является его мощность. Она должна обеспечивать компенсацию всех теплопотерь системы отопления, а также – гарантировать бесперебойное снабжение здания горячей водой.
Как правило, при выборе установки для обогрева дома выполняется полный теплотехнический расчет, который учитывает не только площадь обогреваемых комнат, но и состояние стен, пола и потолка, качество утепления, установленные оконные и дверные конструкции и т.д.
Но если планируется отопление частного дома, то можно рассчитывать производительность по упрощенной схеме. Ниже приводится инструкция, следуя которой мы можем самостоятельно узнать минимально необходимые параметры устройства.
Формула для расчета имеет следующий вид:
W = S x Wуд / 10м2
Где:
- W — необходимая мощность отопления (кВт).
- S – суммарная площадь всех отапливаемых комнат (м2).
- Wуд – удельная мощность на 10 квадратных метров.
Wуд отличается для разных регионов нашей страны. В холодных районов этот показатель колеблется от 1,2 до 2, в средней полосе России Wуд принимают за 1, а для южной части используют величины 0,7 – 0,8.
Установка
Главный критерий для установки электрического котла отопления – это наличие мощного ввода в квартире или доме. В зависимости от типа котла его питание может быть однофазным или трехфазным. В инструкции к котлу указывается, какая у него потребляемая мощность, ток, и какого сечения должны быть питающие провода.
Сечение для кабеля рассчитывается в зависимости от силы тока, при этом окончательный выбор осуществляется из ряда стандартных значений с округлением всегда в большую сторону. Ввод естественно должен быть еще мощнее для питания всего остального оборудования в доме.
Питающий кабель укладывается в штробу или в короб в защитной гофре, отдельной веткой напрямую от распределительного щитка. Устанавливаются соответственно отдельные автоматы для питания котла.
Подвесной котел лучше устанавливать поближе от водопроводных труб и канализации. Туалет, ванная комната или кухня для этого подойдут лучше, чем коридор или любая другая комната. Потребуется дополнительно связать выводы аварийных клапанов по воде с канализационным стоком, а клапан для пополнения теплоносителя с водопроводной трубой.
Вешать котел лучше на прочную несущую стенку. Для установки на перегородку следует ее дополнительно усилить. Вес конструкции достаточно большой, особенно при наличии расширительного бака.
Дополнительно производители оговаривают минимальные расстояния со всех сторон котла от ограждающих конструкций и прочих преград. Это необходимо для доступа к функциональным частям и подводящим коммуникациям.
Для подключения труб используются подписанные и маркированные патрубки с обозначением входа и выхода. Для моделей, рассчитанных на установку в квартирах и домах, диаметр чаще всего ¾ дюйма. Подвод труб выполняется в нижней части котла. У некоторых моделей имеется возможность корректировать направление выводов, чтобы оптимизировать маршруты прокладки.
Особенности эксплуатации электрических котлов
Купить электрический котел отопления можно, как в качестве основного источника тепла для жилой или производственной площади, так и для обеспечения резервной отопительной системы. В основе подобной системы лежит электрический котел, который предоставляет массу преимуществ при его эксплуатации. Это дает возможность использовать электрические модели в качестве хорошей альтернативы для традиционных твердотопливных, газовых и пиролизных аналогов.
Электрокотлы простые в эксплуатации, не требуют никакого обслуживания при работе и обеспечивают площади теплом без необходимости постоянной дозагрузки топлива. Основным источником энергии здесь выступает электричество, и пока обеспечивается его бесперебойная подача, котел будет работать на полную мощность.
Чаще всего монтаж электрического котла отопления осуществляется в частных домах, загородных коттеджах и автономных производственных помещениях. Такой выбор обуславливается рядом преимуществ, обеспечиваемых подобного рода устройствами.
Видео
В сюжете - Обзор электрокотла Tehni x Премиум РБ с насосом, баком и группой безопасности
В сюжете - Как выбрать электрокотел для дома
В сюжете - Мощность котла и емкость системы отопления
В продолжение темы посмотрите также наш обзор Электрический котел или конвектор
Свежие комментарии