Виды и выбор электрического котла отопления

В этой статье Вы узнаете о плюсах и минусах электрокотлов, а также чем они отличаются друг от друга, какой из видом лучше и почему.

Электрические котлы отопления

Чаще всего электрокотлы используются там, где нет возможности подключиться к магистрали газоснабжения или же это слишком дорого. Это могут быть самые разные объекты:

  • системы водяного отопления жилых домов, квартир, коммерческих объектов;
  • комбинированные системы отопления в комплексе с твердотопливными и газовыми котлами, гелиосистемами, системами теплых полов;
  • промышленные объекты, работающие в сфере пищевой промышленности, сельского хозяйства и т. д., которые нуждаются в поддержании температуры сырья и бесперебойном горячем водоснабжении.

Мощность электрокотла

Тем, кто хочет выбрать экономичный вид отопления, электрические системы отопления могут не понравиться, поскольку потребляют много электроэнергии. Поэтому экономичность, как таковую, можно не рассматривать, а вот правильно подобранная мощность позволит не переплачивать за тепло. Тем не менее, важно узнать у продавца, сколько потребляет электрический котел отопления в месяц, и как можно сэкономить.

Для выбора мощности котла учитывают:

  1. площадь помещения;
  2. насколько холодные зимы в регионе;
  3. возможные теплопотери.

Определившись с перечисленными факторами, можно по формуле определить подходящий по мощности электрокотел для отопления. На обогрев 1 кв. м помещения затрачивается около 40Вт электричества. Умножаем эту цифру на площадь помещения, затем – на коэффициент теплопотерь (1,5) и коэффициент региона (в южных регионах – 0,7, в северных – 2, в средней полосе -1,5).

Определившись с мощностью, можно среди подходящих моделей присмотреть оптимальные по цене. Причем, важна не только текущая цена на электрический котёл, нужно в перспективе продумать, во сколько обойдется обслуживание электрокотла, сколько стоят запчасти, и есть ли сервисное обслуживание поблизости. Зимой электрический отопительный котёл в жилом доме не должен простаивать долго, поэтому владелец дома должен быть готов к расходам на срочный вызов мастера и ремонт.

Устройство ТЭНового электрокотла

Как устроены ТЭНовые (то есть использующие для нагрева воды ТЭНы — трубчатые электрические нагреватели) электрические котлы отопления и горячего водоснабжения?

Устройство ТЭНового котла

  • Собственно ТЭН представляет собой нагревательную спираль в керамическом изоляторе, помещенная в трубку из коррозионно-стойкого металла;
  • Котел комплектуется несколькими ТЭНами и термостатом, ступенчато регулирующим их мощность в зависимости от текущей температуры теплоносителя и ГВС;
  • Теплообмен между ТЭНами и водой проходит в теплоизолированных емкостях с минимальным рассеиванием тепла.

Обратите внимание: абсолютное большинство продающихся в настоящее время электрокотлов — ТЭНовые.  Они недороги, конструктивно просты и исключительно ремонтопригодны. Как правило, ремонт сводится к замене дефектного ТЭНа и занимает не более 15-30 минут.

Замена ТЭНа в отопительном котле

Немного физики

Теперь мы позволим себе переключиться с устройства отопительного электрооборудования на… основы школьного курса физики. Конкретно — на закон сохранения энергии, сформулированный больше двух с половиной веков назад. Согласно классической формулировке, энергия не берется ниоткуда и не исчезает в никуда, а лишь переходит из одного состояния в другое.

А теперь давайте посмотрим, что происходит с электроэнергией в электрическом котле и вообще в любом нагревательном приборе.

Она может трансформироваться в следующие виды энергии:

  1. Тепловую, избыток которой передается теплоносителю и далее воздуху в отапливаемом помещении;
  2. Энергию электромагнитного излучения: благодаря конфигурации нагревательной спирали в ТЭНе она способна наводить в близко расположенных проводниках паразитные токи.

Заметьте: электрические котлы отопления и водоснабжения даже при обилии проводящих цепей вблизи их расположения теряют за счет эффекта электромагнитной индукции доли процента мощности. Мало того: с учетом ненулевого сопротивления проводников и эта энергия превращается в конечном счете в нагрев проводов — в тепло, остающееся в отапливаемом доме.

Читайте также:  Особенности и принцип работы электрокотлов разных типов

Для тех, кто забыл школьный курс физики

Механической работы (то есть перемещения обладающего массой объекта в противоположном вектору гравитации направлении) ТЭН не совершает. Ах да, циркуляционный насос… не обольщайтесь: все потраченное им электричество в конечном счете тоже преобразуется в нагрев труб из-за трения о них движущегося теплоносителя.

Итого: ТЭНовый электрокотел для отопления и водоснабжения практически полностью преобразует всю израсходованную электроэнергию в тепло. Его тепловую мощность можно считать равной номинальной электрической мощности.

Но позвольте, почему же производители всегда указывают для нагревательного оборудования КПД, близкий к 100%, но не равный им?

Все очень просто: электрокотлы отопления и горячего водоснабжения рассеивают часть тепла в окружающем пространстве, не отдавая его теплоносителю или воде в системе ГВС. Теплоизоляция баков теплообменников и корпуса не обладает абсолютной эффективностью. Но говорить о потерях мощности здесь все же некорректно: рассеивающееся тепло тоже расходуется на обогрев дома.

Если котел стоит в отапливаемом помещении, вся потребляемая им энергия расходуется на обогрев

Достоинства и недостатки электрокотлов

Достоинства:

  1. Сегодня самым дешевым видом топлива считается газ, но не каждый россиянин имеет возможность подключить свой дом к газопроводу. Одним из вариантов отопления для них является электрический котел.
  2. Компактность, простота конструкции. Электрокотел имеет конструкцию, не нуждающейся в регулярном уходе, как жидкотопливный котел, и постоянного присутствия человека для обслуживания системы отопления, как в случае с твердотопливным котлом.
  3. Невысокая цена. Сам прибор обходится порядком дешевле, чем вышеупомянутое оборудования. В случае приобретения котла на жидком топливе, вам придется заплатить еще за емкости за навесную горелку и емкости для хранения топлива.
  4. Простота эксплуатации и монтажа. В связи с простой конструкцией электрокотла, монтаж обойдется в значительно меньшую сумму по сравнению с котлами на жидком и твердом топливе, имеющим также необходимость монтажа дымовой трубы. Отсутствие необходимости в регулярном подвозе топлива.
  5. Безопасность в эксплуатации, в связи отсутствия легковоспламеняющегося топлива и открытого огня.

Недостатки:

  1. Привязка к линии электропитания. Основным недостатком электрокотлов является привязка к лини электропитания. В случае перебоев с электроснабжением работа котла останавливается.
  2. Высокая цена электроэнергии.
  3. Для котла с мощностью выше 6 кВт необходимо проводить отдельную 3-фазную проводку
  4. Образование накипи на ТЭНе. Для предотвращения накипи необходимо устанавливать дополнительные очистительные фильтры.

Для экономии топливных ресурсов рекомендуется использовать котёл утилизатор. Подробности: 

Как правильно выбрать электрический котел

Первое, что необходимо сделать, при выборе электрического котла – определиться с его видом, учитывая их положительные и отрицательные стороны. Если вас интересует более дешевый вариант, который может работать как на воде, так и незамерзающей жидкости, то можно выбрать ТЭНовый электрокотел. Но при этом следует учесть, что вода, применяемая в качестве теплоносителя, должна в этом случае, быть максимально «мягкой», для предотвращения или уменьшения возможности образования накипи на трубчатых нагревательных элементах. Кроме того, вы должны осознавать, что для его размещения необходимо определенное место и рано или поздно, придется менять ТЭНы, которые редко отличаются длительным сроком службы.

Если вы хотите сэкономить место и при этом получить эконом-вариант, можно остановить свой выбор на электродном котле. Их можно устанавливать прямо на трубы системы отопления. Такие электрокотлы небольшой мощности, порой, даже трудно заметить среди труб отопления. Но при этом необходимо понимать, что придется постоянно следить за составом теплоносителя, что не совсем удобно, или применять дорогие специальные жидкости.

Наиболее привлекательным вариантом на сегодняшний день являются индукционные электрические котлы. Они и места занимают немного и теплоноситель можно использовать, практически, любой, да и срок годности их впечатляет. Но такой котел обойдется почти в два раза дороже, чем предыдущие два вида.

Выбор мощности электрокотла любого типа зависит от того будет ли он использоваться для основного отопления или как резервное или дополнительное, а также от площади помещения или дома, которые придется обогревать. Если он будет использоваться как основной источник тепла, то его мощность должна быть такой, чтобы на каждые 10 м2 отапливаемой площади (при высоте потолка 2,5-2,7 м и хорошей теплоизоляции наружных конструкций) приходилось 1-1,2 кВт. Если же он будет использоваться, как дополнительное отопление, например: для поддержки температуры в системе в перерывах между работой другого отопительного устройства, то возможно вполне будет достаточно мощности 1-3 кВт.

Кроме этого, при выборе электрического котла важно обратить внимание на надежность производителя. Хотя такие изделия от надежных производителей стоят дороже, но в дальнейшем их эксплуатация может обойтись дешевле, если учитывать затраты на ремонт или замену более дешевых, но не надежных образцов. Так что, в любом случае, выбор за вами.

Электродные котлы

Выпускаются на рабочее напряжение 220 В, мощностью до 7 кВт. Габариты котла приблизительно 50-70 мм в диаметре и 400-500 мм по высоте. Масса 3-8 кг.

Эти изделия отличаются особо малыми размерами, и представляют собой два концентрических электрода, один из которых является корпусом, а второй центральным стержнем. Теплоносителем для таких котлов является не простая вода, а особо составленный электролит (антифриз), с нормированным удельным сопротивлением порядка 1000…1500 Ом/см^3. Используется та же электрическая проводимость, но в этом случае проводником является жидкость в объеме котла.

Электродные котлы имеют мощность порядка 4…7 кВт и работают при напряжении 220 В. Диаметр такого котла около 50 мм при длине 300…500 мм. Это самые маленькие котлы.

ПРИМЕЧАНИЕ: Существует «народная» и очень небезопасная версия такого «котла»: известная солдатам, студентам (и жителям мест не столь отдаленных). Это два близко расположенных лезвия или пластинки нержавейки, с прикрученными проводами, которыми кипятили воду. Пластинки разделяли кусочки дерева или даже спички. Во избежание несчастных случаев, не рекомендуется ее повторять.

За счет разницы температур в котле начинается движение воды в системе с быстрым подъемом давления вначале. При эксплуатации электродных котлов эта особенность может привести к разгерметизации системы, если она находится при пониженной температуре. Поэтому целесообразно в такой системе использовать циркуляционный насос. Также учитывайте малый объем котла и используйте теплообменник с большим количеством воды, чтобы запасти в системе тепло, на случай временного отключения электроэнергии. Этот же теплообменник (бойлер) может быть использован для получения горячей воды.

С электродными котлами можно использовать далеко не любые радиаторы. Это обусловлено составом электролита. Он несовместим с железом: сталь, чугун, так как из-за коррозии будет меняться удельное сопротивление электролита и электрические характеристики котла. Используйте только алюминиевые радиаторы и металлопластиковые трубы.

ВАЖНО: Ни в коем случае нельзя заправлять электродные системы отопления ни обычной водой, ни дистиллированной! В последнем случае отопление вообще не будет работать, так как дистиллированная вода тока практически не проводит. В первом случае – электроды быстро обрастут накипью и подвергнутся коррозии, даже несмотря на переменный ток. Используйте только жидкость рекомендованной в инструкции марки!

Электродный котел в обязательном порядке требует особо качественного заземления и правильного подключения. Корпусной электрод подключается к нейтрали сети, а центральный – к фазе. Корпус заземляется, так что весь электрический потенциал, который может быть опасным, падает в промежутке от центрального электрода до корпуса.

Мощность электродного котла можно регулировать либо мощным автотрансформатором (очень дорогой способ), либо преобразователем напряжения с ШИМ, тоже не очень дешевый. Более простой способ и самый дешевый заключается в периодическом включении с определенной скважностью или от датчиков температуры, но это тот же метод ШИМ, просто на очень низкой частоте. Последний способ приводит к броскам тока в сети и мерцанию ламп. Еще один способ – параллельная работа нескольких котлов, когда каждый очередной подключается по мере необходимости.

Читайте также:  Как правильно врезать электрокотел в систему отопления?

Несмотря на использование переменного тока, постепенное растворение электродов происходит, и мощность котла снижается. В таком случае (раз в несколько лет) делается замена центрального электрода.

Достоинства

  • исключительно малые размеры;
  • быстрый нагрев воды;
  • невысокая стоимость.

Недостатки

  • требуется качественное заземление;
  • работают только на специальном теплоносителе (вода не допускается);
  • растворение электродов;
  • сложно регулировать мощность.

Типы трехфазных нагревателей

Трехфазный котел отличается повышенной производительностью, бесшумностью работы при компактности размеров.

Самодельный нагреватель индукционного типа

Чаще используются для систем снабжения теплом и горячей водой загородных домов. Особенно популярны двухконтурные модели. Рекомендуется устанавливать в сочетании с другими нагревателями.

Выпускается двух типов:

  • Электродный. Преимущество такого котла в  высокой скорости нагрева теплоносителя.
  • Индукционный. Это самый инновационный вид. Обеспечивает низкий удельный расход электроэнергии. К недостаткам относится большая масса и относительно высокая цена оборудования. Такие агрегаты не производятся с большой мощностью. Для ее наращивания используется метод каскадного монтажа сразу трех нагревателей, при котором каждый котел подключается к отдельной фазе.

Котлы с ТЭНами тоже выпускаются, но популярность их в частных домовладениях снижается. ТЭНы приходится часто чистить и менять.

Преимущества

Электрический котел пользуется среди потребителей заслуженной популярностью по нескольким причинам:

  • компактные размеры и небольшой вес оборудования;
  • хорошая автоматика, отсутствие потребности в создании дымохода;
  • безопасность (такое оборудование не нуждается в частом техническом обслуживании);
  • экономичность (не нужна навесная горелка);
  • простота установки;
  • приемлемая стоимость (гораздо ниже газового и дизельного оборудования);
  • не нужно отдельное помещение для установки прибора.

Электрические котлы имеют достаточно простое устройство. Это бак, внутри которого располагаются электронагреватели, теплообменник, блок управления. Такое оборудование полностью экологически безопасно: нет выбросов ядовитых веществ в атмосферу, к тому же оно не сжигает кислород в помещении.

В отличие от котлов, работающих на газе, электрические приборы отопления имеют низкий уровень шума.

Область применения электрического котла отопления обширна: их монтируют на дачах, в частных домах, гаражах, складах.

Электрокотел – оптимальный вариант для тех населенных пунктов, где нет возможности подсоединиться к центральной системе газоснабжения. Поэтому можно приобрести модели, работающие на электричестве и твердом топливе.

К недостаткам электрического котла можно отнести регулярно повышающуюся стоимость энергоресурсов и нехватку мощностей (на каждый конкретный участок выделяется определенное количество киловатт).

Производители электрокотлов

Среди наиболее известных и надежных изготовителей электрических котлов следует назвать следующие фирмы:

(Германия, Словакия)

(Германия)

(Словакия)

(Россия)

(Россия)

(Россия)

Список можно продолжать еще долго, но, для правильного понимания следует учесть, что выбор электрического котла не следует делать, исходя из наименования бренда. Здесь важны технические характеристики, мощность, тип нагревателей и прочие важные параметры.

Для работы в российских условиях гораздо предпочтительнее продукция отечественных изготовителей. Они хорошо знакомы с особенностями и условиями работы, поэтому использование российских электрокотлов позволит обойтись без дорогостоящих дополнений (импортные ИБП, дорогие запчасти и т.п.).

Водоподготовка от накипи

Загрязненная, жесткая и агрессивная вода приводит к поломкам котлов. Выход из строя водогрейного оборудования, снижение его производительности и другие малоприятные ситуации помогает свести к нулю система водоподготовки теплоносителя от накипи.

Принцип ее действия основан на электродеионизации и ионному обмену. В ионообменных модулях происходит замещение катионов, удаляются соли жесткости. Эффект выше при высоком содержании соли в воде.

Следующий фактор работы системы – высокопродуктивные фильтры.

Широко внедряется метод двухкаскадного осмоса жидкости, использование высокотехничных реагентов и смягчителей.

Водоподготовка теплоносителя – это химический процесс, во время которого происходит и электромагнитная очистка.