Котлы отопления на электричестве — виды и особенности применения

Современный электрокотел

Настенный котел

Насколько осмысленна такая возможность, как применение электрических котлов отопления для дома?  Какое питание необходимо для них? Как их правильно подключать? Какие меры безопасности нужно соблюдать в процессе монтажа и эксплуатации? Как видите, вопросов немало, и это еще не все. В настоящее время простые потребители стараются жить хорошо в плане уюта и комфорта, а значит, отношение к нагревательным котлам становится самым требовательным. Никто уже не хочет возиться с обслуживанием — всем хочется установить, подключить и забыть.

Виды электрических котлов

В первую очередь необходимо отметить, что электрические котлы для отопления, исходя из своего названия, работают напрямую от сети электрического тока. То есть происходит нагрев теплоносителя в контакте через отопительные элементы. Отсюда и классификация, в основе которой лежат разные нагревательные приборы и приспособления.

Котлы с ТЭНами

Принцип работы такого нагревательного агрегата прост и надежен. Конструкция состоит из емкости, в которую вмонтировано несколько ТЭНов. Вода, попадая в емкость, нагревается напрямую от данных элементов. Количество необходимых ТЭНов зависит от мощности самого котла. Можно привести пример. Если вам нужен котел мощностью двенадцать киловатт, то в его конструкции обязательно должно находиться шесть ТЭНов. При этом мощность каждого должна составлять два киловатта.

Обычно такие котлы укомплектовываются хорошей системой автоматики, которая следит за эффективной работой прибора в целом. При остывании теплоносителя она включает столько ТЭНов, сколько необходимо в данный конкретный момент, чтобы поднять температуру до заданной. Все операции по заданию режима эксплуатации производятся на панели управления.

В настоящее время производители предлагают два вида оборудования — одноконтурные и двухконтурные котлы отопления на электричестве. Интересна конструкция и принцип работы двухконтурного аналога. Это обычный одноконтурный котел с дополнительно установленным бойлером. Работает данная установка по следующему принципу. Если происходит только обогрев помещения, то включаются ТЭНы в системе котла. Если появляется необходимость в горячей воде для хозяйственных нужд, то нагревательные элементы котла отключаются, а в бойлере включаются. То есть работа происходит попеременно.

К достоинствам такого нагревательного агрегата можно отнести простоту конструкции, ее дешевизну, легкость установки и подключения. В ней нет каких-то сложных узлов и конструктивных элементов. В качестве теплоносителя можно использовать все известные на сегодняшний день жидкости, применяемые в системах отопления.

Недостатки тоже есть. Во-первых, большие размеры. Ведь, чтобы отопление хорошо работало, необходимо нагреть большое количество воды. Во-вторых, это образование накипи, если в качестве теплоносителя используется обычная вода.

Электродные котлы

Начнем с того, что вода является электролитом, то есть проводником электрического тока. Это свойство ей придают растворенные в ней соли. Но в любом случае, там, где есть плотная среда (а вода таковой и является), обязательно присутствует сопротивление. Идем дальше. Где есть сопротивление, значит, обязательно будет возникать тепло, которое выделяется при преодолении данного сопротивления. Вот такие законы физики.

Теперь о самом котле. В нем устанавливается два электрода, на которых создается разница потенциалов. Вода, будучи электролитом, начинает пропускать через себя ток, который и нагревает ее. Обратите внимание на то, что ток внутри теплоносителя тоже будет переменным.

К достоинствам таких моделей можно отнести компактность конструкции. Для них нет необходимости в больших объемах воды и, соответственно, объемного бака. Их часто используют в открытых системах отопления — без циркуляционного насоса они прекрасно справляются с возложенными на них обязанностями. Добавим простоту и дешевизну конструкции — в ней нет никаких сложных узлов и деталей.

Установка электродного отопительного оборудования

Монтаж электродных котлов

В том случае, если произойдет утечка теплоносителя, и котел останется без воды, ничего страшного не случится. Нет проводника — нет и тока. В этом плане ТЭНовые котлы уступают по безопасности. В их комплектации установлено термореле, которое отвечает за отключение нагревательных элементов. Если оно не сработает, а такие ситуации уже были, то минимум, что может случиться — это короткое замыкание. Максимум – пожар. Не хочется никого пугать и уменьшать качественные характеристики ТЭНовых агрегатов, но каждую ситуацию необходимо рассматривать со всех сторон.

Так как электродные нагревательные установки работают по принципу нагрева теплоносителя с помощью прямого воздействия электрического тока, то в качестве теплоносителя здесь может быть использована только вода. Но она должна быть обыкновенной водопроводной, потому что в ней присутствуют соли, делающие ее электролитом. Дистиллированная вода в данном случае не подойдет. И последний недостаток – электроды постепенно в воде растворяются, а значит, их придется периодически покупать и менять.

Индукционные котлы

Данный вид электрического отопительного котла представляет собой цилиндрический корпус, в котором установлена труба из диэлектрика, на которую, в свою очередь, намотана катушка. В трубу вставлен металлический сердечник. Принцип действия такой системы заключается в том, что движущийся по катушке электрический ток создает электромагнитное поле. Благодаря электромагнитной индукции электрический ток появляется в самом стержне. Но интересно то, что в сердечнике току течь некуда, а значит, начинает создаваться разница потенциалов (о ней мы уже говорили в разделе об электродных котлах). Происходит миграция заряженных частиц внутри металла, из которого изготовлен сердечник. Это приводит к тому, что последний начинает греться. Вот вам и тепловая энергия.

Казалось бы, что такая сложная конструкция и многоступенчатость в образовании тепловой энергии должны привести к падению коэффициента полезного действия. Но этого не происходит. Почему?

  • Во-первых, существует надежная внешняя теплоизоляция прибора.
  • Во-вторых, незначительное тепло, которое выделяется обмоткой катушки, тоже идет на обогрев теплоносителя.
  • В-третьих, катушка излучает только индукционные токи, которые полностью поглощаются сердечником. То есть никаких энергетических потерь.
Монтаж отопительного прибора

Котлы индукционные нового поколения 3кВт-250кВт

Многие современные «кулибины» научились изготавливать индукционные котлы своими руками. Для этого требуется пятидесятимиллиметровая труба из сшитого полиэтилена, провод с обмотки любого мощного трансформатора (у нее отличная эмалевая изоляция), металлический стержень в качестве сердечника (это может быть даже арматура). Здесь очень важно закрепить металлический пруток надежно, чтобы он не касался краев трубы. Последняя, в свою очередь, с двух сторон закрывается пресс-фитингами (заглушками).

Если говорить о достоинствах, то необходимо отметить, что такой котел может работать очень долго. Его ресурс практически неограничен. Такая толстая обмотка катушки прослужит длительное время, на стержне не образуется накипь, и он не подвержен перегреву. И если вы приобретаете заводское изделие, то в качестве гарантии против утечек теплоносителя выступает неразъемная его конструкция. И последний плюс – такому котлу нет разницы, какой теплоноситель нагревать, лишь бы он был жидким. А вот недостаток у такой модели один – это на сегодняшний день дорогое удовольствие как в плане приобретения, так и в плане эксплуатации (потребляет много тока).

Общие особенности

Все современные отопительные электрокотлы обладают рядом конструктивных и функциональных особенностей. К примеру:

  1. Обязательная установка системы автоматики, где главную роль играет термостат. Этот прибор следит за температурой теплоносителя и за переключениями режимов эксплуатации. Сегодня некоторые модели обеспечиваются термодатчиками, которые установлены вне конструкции. Они отвечают за контроль над температурой внутри помещений.
  2. В природе не существует электрических котлов мощностью меньше 3,5 киловатт, поэтому любая модель подключается только через распределительный электрический шкаф или щит. Нельзя эти установки включать в обычную розетку — у них даже вилки для этого нет. И не пытайтесь ее установить. До 7,0 киловатт котлы подключаются к сети переменного тока, агрегаты большей мощности потребуют наличия в вашем доме тока с напряжением 380 вольт.
  3. Вся электрическая энергия, используемая для получения тепла, уходит только на нагрев теплоносителя. По законам физики это стопроцентный процесс. И если какой-то вид имеет коэффициент полезного действия ниже 100%, то не стоит винить принцип работы электрических котлов — все зависит от конструкции, теплоизоляции и других показателей.

Как правильно рассчитать мощность

Основные варианты расчета мощности котла

Расчёт мощности котла отопления

Любой котел, предназначенный для системы отопления, рассчитывается по мощности по одному и тому же принципу — один киловатт на десять квадратных метров площади помещения. Но не стоит удивляться и бояться получившихся цифр, потому что это номинальная мощность.

Обычно котел набирает необходимое тепло, обогревает дом, а после снижает обороты, только поддерживая необходимую температуру. Поэтому расходы не будут соответствовать подсчитанной мощности.

Как правильно подключить агрегат

Если рассматривать электрический нагревательный котел с точки зрения пожарной безопасности, то он соответствует всем нормам и требованиям. Загореться такой агрегат просто не сможет. Единственное, что может привести к возгоранию, это неправильно подобранная проводка в плане недостаточного сечения самого провода. Если сечение небольшое, то существует большая вероятность нагрева и возгорания. Чтобы правильно выбрать провод, а точнее, его сечение, необходимо применить известное всем электрикам правило – на один квадратный миллиметр сечения должно приходиться восемь ампер тока.

Для примера можно подсчитать провод для котла мощностью шесть киловатт. Сделаем несколько математических выкладок, а именно — 6000/220/8, получаем в конечном итоге 3,4 мм2. Все просто.

Газовая аппаратура

Ассортимент современного оборудования

Оптимальным решением для использования электрического котла является его подключение к системе «теплый пол». Это связано с тем, что среди всех известных источников тепла электрические — самые дорогие. А теплый пол не требует высоких температур, поэтому здесь можно неплохо сэкономить. В таких ситуациях чаще всего используют настенные электрические агрегаты. Они не только компактны, но и являются своеобразными мини-котельными, в конструкции которых уже заложены циркуляционный насос и расширительный бак, если такой необходим.

Вообще электрический котел отопления с насосом на сегодняшний день в своей категории является эффективной моделью. Эффективность обусловлена равномерным распределением теплоносителя по отопительным приборам. А это позволяет не только равномерно распределить тепло по комнатам, но и сэкономить на электроэнергии, понижая температуру самого теплоносителя.

Заключение по теме

В настоящее время для электрических котлов появились альтернативные решения. К примеру, инфракрасные обогреватели, пленочный теплый пол, тепловые насосы разных видов и групп. Все это становится достаточно серьезным препятствием для повышения позиций популярности. Альтернативные решения проще во всем — в монтаже, в цене, в обслуживании. Уйдут ли электрические котлы с рынка или останутся? Все будет зависеть от новых конструктивных решений и технологий, которые будут внедряться в этот вид оборудования.

Комментарии и отзывы к материалу