Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла

Эффективность электрического отопления для обогрева частных домов понятна, ведь единственные конструкции отопительных агрегатов, имеющие КПД от 98% — это электрокотлы. Электроэнергия в полном объеме затрачивается на нагрев теплоносителя, и потери от возможных недочетов в конструкциях котлов, когда тепловая энергия проходит через корпус агрегатов, не так велики. Имеются компактные модели котлов, одновременно обогревающие воздух отапливаемого помещения от самого агрегата.

Цены на электроэнергию продолжают расти, поэтому ее расходование следует жестко контролировать, и, выбирая наиболее подходящую модель электрокотла для дома, в первую очередь максимально сократить теплопотери через ограждающие конструкции здания. Хорошая теплоизоляция для частных домов сейчас крайне важна, поскольку позволяет быстро создать тепловой комфорт в помещениях при уменьшении расхода энергии. Поправка на существующую теплоизоляцию дома при выборе котла по мощности необходима.

Прежде чем выбирать электрокотел, следует определиться с его подключением. Включить в розетку можно только котел небольшой мощности, которого вряд ли будет достаточно для обогрева нескольких комнат. Для одной комнаты или отдельной кухни-столовой вполне можно пользоваться компактным котлом, включая его в существующую линию.

Но для устройства системы отопления от электрического котла мощностью более 7 кВт необходимо наличие отдельной трехфазной электролинии. Иногда выполняют подключение через общий электрощит, посредством медного проводника, имеющего сечение не менее 1 мм/8А.

При выборе любого котла первым параметром будет значение необходимой мощности, которое рассчитывается по исходным данным площади отопления и степени теплоизоляции дома.

По расчету мощности электрокотла:

  • Предварительный подсчет мощности котла: на каждый кубометр отапливаемого объема потребуется мощность в 40 Вт. Первая поправка – на число окон со стеклопакетами и теплозащиту ограждающих конструкций. В случае, когда теплоизоляция и герметичность окон и дверей недостаточна, следует добавить на каждый дверной блок по 200 Вт, и на каждый оконный — 100 Вт.
  • Если будет применен двухконтурный электрокотел или отопительная система будет иметь естественную циркуляцию, к суммарной мощности добавляют 25%.
  • При расчете для приобретения электрокотла в частный дом или квартиру, находящуюся на первом или последнем этаже, реальным будет поправочный коэффициент на компенсацию теплопотерь через ограждающие конструкции стен и крыши.

Учесть разницу в требуемой мощности котла для разных климатических районов страны можно, применив усредненные коэффициенты по регионам, учитывающие среднегодовые температуры наружного воздуха по районам:

  1. для южных районов К= от 0,7 до 0,9
  2. для центральных районов К= от 1,2 до 1,4
  3. для северных районов К= от 1,75 до 2,0
Читайте также:  Дизайн гостиной 2018. Фото, новинки и идеи современного дизайна гостиной в 2018 году

Пример подсчета для одноэтажного дома, имеющего высоту помещений в чистоте = 2,9 м, общую площадь отопления 150 м2, две входные двери и 10 окон. Район постройки дома – один из центральных, отопительная система имеет циркуляционный насос и один отопительный контур. Теплоизоляция выполнена качественно, но окна и двери недостаточно герметичны.

Подсчет: (150 м2*2,9 м*40 Вт + 400 Вт + 1000 Вт) * 1,4 * 1,5 = 39,48 кВт – не так уж мало. Но заметно, что главные потери несет не собственно отопление, а теплопотери – в полтора раза. Грамотное утепление и вентиляция частного дома с рекуперацией тепла сегодня – важный фактор для экономии энергоресурсов.

Округляют полученное значение для мощности электрического котла всегда в большую сторону, иначе мощности от котла в холодный период года может оказаться недостаточно. Но современные котлы имеют опции регулирования степени обогрева, и при теплой погоде будет иметься определенная экономия.

Способы обогрева и дополнительные функции электрокотлов

Цена на электроэнергию высока, и понятно стремление владельцев индивидуальных домов минимизировать расходы. Один из способов – комбинированный обогрев. Например, приобретают для обогрева помещений электокотел с одним отопительным контуром, а горячую воду получают от отдельного котла малой мощности.

Дополнение опций в современных моделях электрокотлов предполагает и увеличенное потребление электроэнергии, поэтому к выбору модели следует подходить очень критично, оценивая необходимы ли данные конструкционные дополнения. Но требования безопасной эксплуатации системы – другое дело, и выбор котла с автоматизированной системой контроля, имеющей датчики температур и давления, обоснован. Автоматическая остановка работы котла с отключением от питания при достижении предельных значений и нештатных ситуациях обеспечит безаварийную работу системы.

Отопление дома электроэнергией имеет массу плюсов и один из минусов, который серьезен – такое отопление очень дорого обходится. Один из путей снижения ежемесячных расходов – установка системы регулирования отопления, использующей ночное снижение тарифа на электроэнергию. Нагрев теплоносителя возможен по-максимуму в ночное время, а днем идет расход частично аккумулированного тепла. Конечно, все это возможно при наличии системы учета электроэнергии – счетчиках день-ночь. Теплоаккумуляторы, или буферные агрегаты, обеспечивают в этом случае равномерный прогрев комнат круглосуточно, за счет накопленного ночью тепла.

Основные типы электрических котлов

Для правильного выбора модели котла полезной будет краткая информация об основных типах и работе электрокотлов.

Самые распространенные и в наше время – котлы с ТЭНами. Нагревательные элементы в этих агрегатах помещены в довольно большие емкости, заполненные жидким теплоносителем. Нагреваясь от термоэлементов, теплоноситель циркулирует по трубам отопительной системы дома. Циркуляция, как правило, необходима, иначе система не будет достаточно эффективной. Оснащение циркуляционным насосом входит в обычную схему работы отопления. Применение ТЭНов предполагает предварительную очистку воды (обычный теплоноситель – вода из водопровода), поскольку трубки и полосы ТЭНов быстро собирают известь и соли из воды, и эти налеты не только снижают скорость обогрева, но и ведут к поломкам приборов отопления. Если система пополняется водопроводной водой постоянно – то и поломки более частое явление.

Читайте также:  Альтернативное отопление частного дома. Солнечный коллектор, геотермальное тепло или котельная

Один из выходов – применение замкнутых систем отопления, в закрытый контур которых заливают особый теплоноситель или очищенную воду.

Модели ТЭНовых котлов могут иметь различное исполнение, одна из полезных опций – быстрая регулировка степени нагрева теплоносителя.

Тип электрокотлов, называемых индукционными, предполагает работу без нагревательных элементов. Для нагрева применяется фундаментальный закон физики – электромагнитная индукция. Очень остроумная система котла, имеющая немало поклонников благодаря надежности, долгому ресурсу и необыкновенной компактности. Индукционные котлы изготавливают для своих домов собственноручно многие владельцы, понимающие суть технического решения и владеющие навыками сборки и работы с металлами.

Кратко о конструкции индукционного котла: индукторная катушка представляет собой трубку, материал которой – диэлектрик, и соответственно обмотки; внутренний стержень, помещенный в трубу индуктора, выполнен из ферромагнетика и, как следствие, нагревается по закону электромагнитной индукции вихревыми токами при прохождении тока по индукторной обмотке. В трубе постоянно циркулирует и нагревается от ферромагнитного стержня теплоноситель – вода. Минусы данного агрегата следуют из особенностей его конструкции: очень сложный блок управления, который необходимо располагать и подключать отдельно от нагревательной конструкции; и очень жесткие требования к очистке воды-теплоносителя.

Из всех моделей электрокотлов нельзя не отметить электродные котлы – экономичные, удивительно компактные и безопасные. Принцип работы этих котлов известен всем, а электроды, применяемые для них, знакомы старым командировочным работникам как лезвия бритв, а отслужившим в армии – иногда как подковы сапог. Но современные электродные котлы имеют специальные металлические электроды, помещаемые в жидкий теплоноситель. При прохождении переменного тока через электроды происходит электролиз, а смена полярности соответственно бытовой частоте электротока в 50 Гц дает очень много тепла благодаря сопротивлению жидкости. Хотя и проводник и теплоноситель – одна и та же вода, электрически котел абсолютно безопасен, даже при протечках системы.

Недостатки электродных котлов – нужен очень чистый теплоноситель в системе отопления, иначе электролиз идет некорректно. Вода применяется только после очистки. Электроды в процессе электролиза постоянно растворяются, и требуют периодической замены, и как следствие затрат на сервис и материалы. Замена электродов своими руками довольно сложна. Кроме того, все электрические котлы зависимы от перебоев в электроэнергии.

Читайте также:  Дверной проем без двери – арка, трапеция, фантазия

Общие плюсы всех видов электрокотлов

  • Компактны, внешне очень эстетичны и нисколько не портят интерьер современной кухни. Все модели электрокотлов предполагают такую деталь, как бак, в который погружен нагреватель различной конструкции. Топки и собственной вентиляционной системы не требуется, также как нет необходимости в дымоудалении и многих других устройствах. Часто модель электрокотла разработана для настенного крепления, но котлы напольного исполнения также имеются.
  • Нет процессов сгорания топлива, но имеется контроль и автоматика. В контексте пожарной безопасности электрокотлы предпочтительнее котлов, работающих на топливе.
  • Нет ни опасности отравления угарным газом, ни ухудшения состава воздуха в доме, также, как и неприятных запахов и дыма. Дополнительные вентиляционные установки, короба и воздуховоды не портят дизайн дома.
  • Нет выбросов в атмосферу и почвы, высокая экологичность установки и работы.
  • Не нужны запасы топлива, склады и помещения для его хранения, а также постоянный контроль и пополнение уровня горючего топливной камере, а также периодическая ревизия и чистка от сажи дымоотводных труб изнутри и т.д. – удобство и простота эксплуатации.
  • Большой выбор настенных и напольных электрокотлов разных мощностей, модификаций и с различным количеством дополнительных опций. Установка электрического котла, как правило, делается самостоятельно при наличии выделенной линии для котла с мощностью более 7 кВа.
  • Не нужны проекты установки и разрешения, как при подключении газовых котлов. Достаточно расчета по мощности и условий подключения – высоковольтной линии.

Минусы электрокотлов:

  • Высокие цены на электроэнергию и их постоянный рост предполагают и дороговизну электрического отопления, причем расходы идут ежемесячно.
  • Требование для подключения большинства моделей электрокотлов – наличие линии напряжения 380В. Обычные электросети подходят далеко не всегда.
  • Для качественного обогрева требуется бесперебойная подача электроэнергии. Электрокотлы даже с установленной системой автоматики довольно чувствительны к отключениям и скачкам напряжения. При нестабильной подаче энергии возможны не только снижения качества отопления, но и поломки электрокотлов.
  • Обогрев частного дома электрическим котлом применяют, как правило, или в комбинации с другим видом отопления, в качестве резервного, или же при отсутствии дешевого горючего для топливных котлов и газопровода для подключения. Но несмотря на минусы, следующие из дороговизны ресурсов, электрокотлы удобны и доступны практически для любого населенного пункта, а современные модели котлов экономичны и надежны.
Оцените статью
Лучший сайт про ремонт, строительство и эксплуатацию бытовой техники