Виды электрических котлов для отопления частного дома

Основные типы электрических котлов и их характеристики

Электрические котлы отличаются друг от друга по следующим признакам:

• по механизму нагрева теплоносителя;
• по количеству контуров;
• по мощности;
• по месту монтажа.

Настенные или напольные

В первую очередь при выборе электрокотла стоит уделить внимание месту его установки, подойдет ли он по размерам в помещение, будет висеть на стене или стоять на полу. Настенные котлы более легкие и компактные, однако, для обеспечения теплом больших домов в 2-3 этажа лучше отдать предпочтение напольным теплогенераторам. Кроме того, многие агрегаты являются двухконтурными и сразу со встроенными бойлерными системами, это очень удобно, но это влияет как на габариты устройства, так и на его вес

Кроме того, многие агрегаты являются двухконтурными и сразу со встроенными бойлерными системами, это очень удобно, но это влияет как на габариты устройства, так и на его вес.

Выбор по параметру мощности

Мощность таких агрегатов напрямую зависит от схемы электропитания котла, она может быть двух типов – однофазная или трехфазная. В первом случае теплогенератор работает от общей сети (220В), и его мощность не превышает 5 кВт. Трехфазные работают от силового напряжения (380В), то есть требуют проводки дополнительного кабеля большего сечения, в таких моделях мощность теплогенераторов составляет 15кВт и более.

По количеству контуров

Электрические котлы делятся на одноконтурные и двухконтурные. Теплогенератор первого типа может только отапливать частный дом, обеспечивая горячим теплоносителем трубопроводную отопительную систему. А второго – подключается на две линии и обеспечивает также и горячей водой для бытовых нужд.

Принцип работы

Нагревательные устройства для систем отопления, подключаемые к электрической сети, подразделяются на 2 категории по принципу действия:

• с трубчатым электрическим нагревателем (ТЭН);
• с электродным блоком.

ТЭНовый котел

В стандартном оборудовании для повышения температуры жидкости используется нагревательный элемент.

Узел представляет собой медную трубку, в которой установлена спираль. Для повышения эффективности работы и ускорения прогрева в конструкцию электрокотла вводятся несколько элементов. На внешней части нагревательного блока находятся контакты для подключения фазового и нулевого проводов.

Прогрев спирали происходит за счет прохождения тока в соответствии с законом Джоуля-Ленца.

Преимущества оборудования:

1. Отсутствие контакта деталей, находящихся под напряжением, с рабочей жидкостью. Конструкция отличается высокой электробезопасностью, отсутствие токов утечки позволяет ввести в цепь питания защитный блок УЗО.
2. Мощность оборудования постоянна, параметр не зависит от температуры и химического состава жидкости. Мощность меняется только в результате колебаний напряжения в сети.
3. Конструкция нагревателя допускает плавное или ступенчатое изменение мощности, что устраняет резкий скачок напряжения в сети в момент включения или отключения оборудования.
4. Поломка ТЭНа не приводит к остановке установки, поскольку в конструкции предусмотрены дополнительные нагреватели.
5. Допускается эксплуатация оборудования при повышенной температуре жидкости. Степень перегрева определяется механической прочностью металлического резервуара и отходящих от нагревателя трубопроводов.

Электродное оборудование

В электродном оборудовании через рабочую жидкость пропускается электрический ток, в конструкции котлов предусмотрены металлические электроды, к которым подведена фаза. К корпусу установки подключается нулевой провод.

Преимущества оборудования:

1. В конструкции отсутствуют элементы, способные выйти из строя. Оседание накипи на поверхности бака или электродов приводит к снижению эффективности работы котла, но не срока его службы.
2. При отсутствии рабочей жидкости установка не перегревается, поскольку ток не проходит через воздушный зазор между электродами.
3. Электродные нагреватели отличаются уменьшенными габаритами и низкой стоимостью (разница со стандартными изделиями возрастает по мере увеличения мощности установок).

По поводу экономичности

По производительности котлы выбираются с расчета, что на 10 кв. м. площади для эффективного отопления должно приходиться не менее 1 кВт потребляемой мощности, это при условии, что котел – одноконтурный, если он имеет два контура, то к потребляемой мощности еще нужно добавить 25%.

При выборе котла учитывается не только его вид, а также производительность, площадь помещения, которую он должен отапливать, стоимость оборудования, наличие места под его установку, экономичность, срок эксплуатации.

Но это еще зависит от самого помещения – его площадь, проведено ли утепление стен, какие окна и двери установлены.

Исходя из этого решается, будет ли экономически целесообразным отопление помещения электрическими котлами.

К примеру, отопление большого помещения ними неэффективно, но его можно использовать в качестве дополнительного к котлу, использующему какой-либо вид топлива.

Это все указывает на то, что эффективность использования котла и его экономичность по затратам – дело индивидуальное.

Для некоторых помещения, в первую очередь – небольших, такой способ обогрева может быть очень экономичным, для средних по размерам – следует уже проводить расчеты.

Виды индукционных агрегатов

При проектировании и производстве оборудования, в котором используется мощное электромагнитное поле, производители обязательно учитывают минимизацию его негативного воздействия на людей и окружающую среду. С целью обеспечения технологической и эксплуатационной безопасности при изготовлении устройств такого класса используются высококачественные марки стали, надежные электроцепи и автоматика.

SAV

SAV — это отечественное оборудование от научно-производственной компании «ИНЭРА». В настоящее время компанией предлагается несколько линеек оборудования. В серию индукционных котлов «Готовые решения» входят аппараты мощностью от 2,5 до 7 кВт. Они лучше всего подходят под установку в частных домах или коттеджах, так как для питания требуется однофазная бытовая сеть 220В-50Гц.

Самая маломощная модель серии PROF SAV 2,5 предназначена для обогрева помещений площадью от 80 до 100 м2. Котел PROF SAV 7 рассчитан на обогрев дома площадью от 200 до 300 м2. При рекомендуемой производителем цене в 35500 руб на модель мощностью 2,5 кВт оборудование является отличной альтернативой агрегатов на ТЭНах и других видах топлива.

Отличительной особенностью теплогенераторов SAV PROF является богатая комплектация, в которую входят надежный циркуляционный насос Wilo Star — RS 25\4, пусковое реле, терморегулятор, датчик протока и другие детали, необходимые для корректной работы приборы.

ВИН

Держателем бренда ВИН (Вихревой индукционный нагреватель) является компания «Альтернативная энергия». В модельный ряд продукции предприятия входят агрегаты мощностью от 3-х до 80-ти киловатт. Модели с потребляемой мощностью более 7 кВт выпускаются только в трехфазном исполнении.

Цена агрегата ВИН-3 в базовой комплектации составляет 35000 руб. Стоимость ВИН-3 VIP с улучшенными характеристиками и расширенной комплектацией начинается от 50000 руб. В комплекте с котлом ВИН-3 VIP поставляется циркуляционный насос UPS-25\60, терморегулятор с недельным программатором, датчик потока и группа безопасности.

Аппараты ВИН устанавливаются в частных домах как в качестве основного, так и резервного источника тепла. Например, мощности ВИН-15 в трехфазном исполнении вполне достаточно для обогрева дома 250 м2 при включении на 10-15 часов в сутки.

Обзор производителей и цен

На рынках России и стран СНГ практически не встречаются бытовые индукционные устройства от западных производителей.

Лидерами по изготовлению и продаже являются:

• компания «Miraton»;
• ООО «Альтернативная энергия»;
• ЗАО НПК «Инера»;
• НПК «Экспо» (г.Донецк).

Стоимость индукционного оборудования во многом определяется его комплектацией. Учитывая конкуренцию, фирмы-изготовители стараются удерживать расценки на приемлемом уровне. На базовые модели мощностью 2,5-3 кВт цена начинается с 35000 руб. Стоимость котла мощностью 7 кВт в среднем составляет 50000 руб.

Если продавец предлагает индукционные агрегаты с такими же показателями мощности, но по гораздо меньшим расценкам, то велик риск приобретения некачественного товара. Только приобретая брендовое оборудование, можно быть уверенным в том, что оно безаварийно прослужит многие годы.

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.

Выбор котла для разных целей

Котел выбирают в зависимости от места и целей эксплуатации

Электрическое оборудование для обогрева небольших помещений – гаражей, бани, летней кухни – можно быстро установить и подключить. В этом преимущество, так как не нужно ходить по инстанциям и добиваться разрешения на газовый котел.

В зависимости от площади помещения и материала изготовления (дерево, кирпич, сиппанели) выбирается электрокотел нужной мощности, а также подходящий по остальным требованиям – количество контуров и способ подключения.

Электрический котел для бани

Для бани, построенной из древесины и утепленной синтетическими материалами, не нужен мощный котел. Достаточно посчитать по формуле 1кВт/10 м квадратных. Если нужно быстро нагреть помещение, выбирают электродный или индукционный котел. Если баня находится по соседству с домом, ТЭНовый нагреватель можно включить заранее, так как он дольше греется.

Поскольку подсобными помещениями пользуются нечасто, для бани вполне подойдет агрегат отечественного производителя, на котором можно сэкономить.

Электрический котел для частного дома

Для частного дома экономия на отоплении неуместна, так как прибор может выйти из строя в самый неподходящий момент. Известно, что агрегаты зарубежных производителей имеют ресурс работы выше, чем отечественные, поэтому они работают без поломок, но с профилактикой и промывкой системы каждые 2 года.

Виды электродных (ионных) котлов

На самом деле существует большое разнообразие электродных котлов. Их классифицируют по следующим признакам:

• количество контуров (различают одно- и двухконтурные);
• количество фаз (1 — 220 В или 3 — 380 В);
• мощность (от 2 до 50 кВт);
• принцип распределения теплоносителя.

Одноконтурный электродный котел может произвести нагрев воды для системы центрального отопления, а двухконтурный подогревает воду еще и для системы горячего водоснабжения (ГВС). Двухконтурные ионные котлы, как и одноконтурные, могут подключаться как к однофазной, так и трехфазной сети.

Мощность электродных котлов колеблется от 2 до 50 кВт. Ее значение зависит от необходимой температуры помещения, утепленности дома, потерь тепла и т.п.

По принципу распределения теплоносителя ионные котлы делят на открытые и закрытые. Последние в обязательном порядке комплектуются закрытым баком и циркуляционным насосом для того, чтобы жидкость могла непрерывно циркулировать по системе отопления.

Также электрокотлы классифицируют по методу крепления – они бывают настенными и напольными.

Разновидности электрических котлов

Электрический ТЭНовый котел отопления — внутреннее устройство

По устройству и принципу нагрева теплоносителя электрические котлы делятся на 3 типа:

1. ТЭНовые;
2. Электродные;
3. Индукционные.

Коэффициент полезного действия электрокотлов варьируется в диапазоне от 95 до 99%. ТЭНовые котлы нагревают воду с помощью трубчатого электрического нагревателя. В работе устройств этого типа присутствует один недостаток – при высоком содержании солей жесткости на поверхности ТЭНа со временем образуется слой накипи – соответственно ухудшается теплоотдача и снижается КПД теплогенератора.

Электродные котлы реализуют в своей работе принцип пропускания через теплоноситель электрического тока – от электрода к стенке сосуда. Вода при этом служит проводником, имеет определенное сопротивление и нагревается при протекании через нее тока. Проводимость воды корректируется добавлением в теплоноситель поваренной соли.

Особенностью работы электродного оборудования является то, что оно может использовать в качестве теплоносителя только воду. Кроме того, через некоторый промежуток времени электроды изнашиваются и требуют замены, возможно уменьшение толщины стенки котла.

Индукционные котлы не имеют недостатков, присущих другим электрокотлам. В процессе их работы теплоноситель нагревается с помощью электромагнитной индукции, при этом за счет наличия микровибрации на элементах устройства не образуется накипь. В качестве теплоносителя индукционное оборудование может использовать любое текучее вещество – воду, антифриз, вплоть до некоторых видов масел. Стоимость индукционных котлов при этом превышает цену на ТЭНовые и электродные аналоги.

Способ практически прямого преобразования электроэнергии в тепло дает электрическим теплогенераторам высочайший КПД, порой достигающий 99%. Кроме того, энергосбережение оборудования во многом зависит от конфигурации системы управления. Оперативное регулирование мощности достигается за счет наличия ступенчатого и особенно плавного регулирования производительности, возможности подключения погодозависимой автоматики.

На снижение потребления электроэнергии и объема финансовых затрат на отопление косвенным образом влияют следующие факторы:

1. Уровень и качество тепловой изоляции отапливаемого помещения;
2. Возможность использования двухставочного тарифа – стоимость электроэнергии в ночное время ниже;
3. Эффективная и рациональная конфигурация системы отопления – двухтрубная или коллекторная схема комплекса, диагональное или боковое подключение радиаторов;
4. Минимальное наличие ниш и экранов радиаторов.

Достоинствами электрических теплогенераторов является также отсутствие каких-либо отходов, не нужна дымовая труба, простота управления, обслуживания и эксплуатации. Средняя стоимость котлов на электрической энергии обычно ниже стоимости котлоагрегатов, работающих на иных видах энергоносителей.

Недостатками электрокотлов являются высокая стоимость топлива, ограничение по электрической мощности. Однофазные модели имеют максимальную мощность до 12 кВт, для установки более мощного оборудования требуется подключение линии питания с напряжением 380В.

Плюсы и минусы электрических котлов

Достоинства, которыми обладают электрокотлы, опережают преимущества газовых и жидкотопливных систем:

• Невысокая цена.
• Возможность монтажа в любом помещении, где не требуется никаких разрешений.
• Возможность оставлять включенным котел без присмотра.
• Небольшие размеры при большой мощности.
• Никакого шума при работе.
• Использование экологически безопасных материалов.

Минусами электрокотлов можно назвать эксплуатационные расходы, которые имеют отношение к высокой стоимости электричества. Чтобы обогреть большие площади помещений, такие котлы лучше не использовать.

Минусы электронных систем отопления электродного типа:

• Высокий риск поражения электрическим током.
• Необходимо прочное заземление, потому что в таких котлах невозможно использовать механизм защитного отключения из-за большой утечки тока.
• Необходимо тщательно подготовить носитель тепла для обеспечения необходимой электропроводности.
• Высокая цена особых незамерзающих носителей тепла и невозможность использования простых незамерзающих жидкостей.
• Постоянные скачки напряжения приводят к быстрому износу системы.
• Мощность зависит от температуры носителя тепла в отопительной системе.
• Необходимо постоянно следить за используемым током.

Особенности установки

Перед монтажом прибора требуется подобрать подходящее место. Оно должно позволять пользователю:

• контролировать работу агрегата;
• осуществлять плановое обслуживание и проведение ремонтных работ;
• обеспечивать удобное подключение к коммуникациям и электрической сети.

Для этого составляют план-схему разводки отопительных коммуникаций и радиаторов. Многие модели электрических котлов имеют небольшие габариты и массу и предназначены для настенного монтажа. Для крепления используются специальные дюбели и анкерные болты.

Подключение агрегата к сети допускается только через отдельный автомат, расположенный в распределительном щитке. Обязательно должен быть предусмотрен заземляющий контур.

Электродные котлы “Галан” – достойные представители отечественной теплотехники

Среди большого числа ионных электрических агрегатов, производимых в Российской Федерации и Республике Беларусь, заметно выделяются приборы, собранные по нормативам военной техники. Практическая реализация основана на конверсионных разработках промышленных предприятий, выпускающих отопительные агрегаты для судов военно-морского флота.

Конструктивно электродный котел отопления для дома марки «Галан» представляет собой корпус цилиндрической формы из трубного проката с диаметром 6 см и длиной 31 см. Внутри расположены концентрические трубчатые электроды, через которые ток подается к теплоносителю. Хорошо разогретая вода с помощью принудительной циркуляции интенсивно разносится по трубам и батареям. После достижения оптимальной скорости жидкостного потока насос можно отключить.

Преимущества, которыми наделены ионные приборы:

Электродные котлы “Галан” способны самостоятельно настраиваться на потребляемую мощность и отключаться в случае превышения заданных параметров температуры. Защитная автоматика срабатывает также при возникновении короткого замыкания, перегреве подводящих проводов или утечке теплоносителя.

Для суровых климатических условий Западной Сибири самый лучший выбор индивидуального отопления – электродный котел “Галан”. Цена прибора отличается значительной доступностью – в сравнении с другими видами электрических аналогов – и не превышает 20 тысяч рублей.

Специально для моделей котлов “Галан” несколько лет назад был разработан особый теплоноситель – антифриз «Поток». Отличительные качества инновационной жидкости заключаются в обогащении добавками, которые препятствуют образованию накипи на стенках теплогенератора. Для обычной же воды разработана смесь для промывки системы, которая успешно растворяет ржавчину, окалину и защищает внутренние поверхности от возможной коррозии.

Какие они бывают

Для отопления жилых помещений на данный момент используются водонагревательные котлы.

Основной задачей этих котлов является преобразование энергии источника питания котла в тепловую энергию, которая передается на носитель тепла.

В качестве носителя тепла чаще всего используют воду, которая циркулирует по трубопроводам системы отопления, проложенных по дому.

А вот источников тепла, которые будут отдавать энергию – несколько. Самыми распространенными являются газовые котлы, у которых тепловая энергия выделяется за счет сгорания газа.

Другой вид котлов – твердотопливный. Для выделения тепловой энергии у них тоже применяется сгорание, но только дров, угля и т.д.

Котлы оборудованные ТЭНами

Такие электрокотлы для отопления имеют несколько трубчатых или пластинчатых электрических нагревателей, которые расположены в баке с водой и подогревают ее до заданной температуры. В большинстве случаев мощность регулируется путем ступенчатого подключения ТЭНов. Например, если в 12-киловаттном котле установлено 6 нагревателей, каждый из которых имеет мощность 2 киловатта, современный прибор при остывании теплоносителя в автоматическом режиме включает нужное количество этих нагревательных элементов. В принудительном порядке мощность котла можно регулировать при помощи панели управления.

Двухконтурные электрокотлы для отопления частного дома этого типа можно использовать для подогрева воды для хозяйственных нужд (подробнее: «Двухконтурные электрические котлы отопления: основные характеристики «). Следует знать, что во время водозабора приостанавливается нагрев теплоносителя, предназначенного для отопительной системы.

Преимущества таких котлов:

• такие виды электрокотлов для отопления частного дома выделяются простотой конструкции;
• доступная для многих потребителей цена;
• бытовые электрокотлы отопления с ТЭНами эксплуатировать разрешается с использованием разных видов теплоносителей, поскольку электрическим нагревателям все равно, что греть. Ни масло, ни антифриз не боятся перемерзания в случае остановки прибора.

Недостатки котлов с ТЭНами:

• большие габариты устройства, поскольку ТЭНы необходимо помещать в достаточном количестве воды, да и сами нагревательные элементы имеют немаленькие размеры;
• образование накипи в случае использования воды;
• при утечке теплоносителя из котла, отключение нагрева происходит с помощью термореле, но оно не всегда срабатывает.

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.