Как выбрать электрический котел для отопления частного дома
Бытовые электрокотлы удобны в эксплуатации, эффективны и недороги по сравнению с газовыми либо твердотопливными агрегатами. Чтобы установить такой нагреватель, не нужно строить дымоход, оформлять разрешение, выделять место под складирование дров. Единственный серьезный минус – цена электроэнергии – нивелируется ночным тарифом. Чтобы организовать электрообогрев, остается выяснить последний вопрос – как выбрать электрический котел для отопления частного дома или квартиры.
- 1 Самый экономичный электрокотел – это миф
- 2 Подбор теплогенератора по мощности
- 3 3 вида электроотопительных агрегатов
- 3.1 Плюсы и минусы ТЭНовых котлов
- 3.2 Преимущества электродных нагревателей
- 3.3 Особенности индукционных аппаратов
Самый экономичный электрокотел – это миф
Электричество гораздо проще преобразовать в тепло, чем другие энергоносители – природный газ, твердое топливо, солярку. Приведем 3 простых примера побочного выделения теплоты при использовании электроэнергии:
- обмотки любого работающего электродвигателя всегда нагреваются;
- лампочка (даже светодиодная) вместе со светом выделяет тепло;
- греются даже провода, по которым течет ток.
Заметьте, перечисленное оборудование призвано выполнять свои функции, а не отапливать дом. Двигатель вращает что-либо, лампа светит, проводка снабжает их энергией. Образование излишков теплоты – побочный эффект, возникающий из-за сопротивления указанных элементов.
Чтобы преобразовать всю электрическую энергию в тепловую, достаточно создать в цепи участок высокого сопротивления, который сам не разрушится от нагрева. Такой элемент называется электронагревателем. Второй (более сложный) способ получить тепло – создать индукционные вихревые токи Фуко, нагревающие металлический предмет в зоне действия катушки-индуктора.
Важный момент. Независимо от способа преобразования, 98–99% электричества превратится в теплоту. То есть, любой электроотопительный прибор работает с КПД 98–99%, не меньше. Это значит, что самый экономичный электрический котел не существует, все агрегаты одинаково эффективны. Что бы ни утверждали продавцы бытовой техники.
Подбор теплогенератора по мощности
Чтобы подобрать мощность электрокотла, первым делом посчитайте тепловые потери своего дома. Приближенный способ расчета вы наверняка знаете: для обогрева 100 квадратных метров площади здания берется отопительный агрегат производительностью 10 кВт, на 200 м² – 20 кВт и так далее. Если хотите получить более вменяемый результат, воспользуйтесь нашими расчетными методиками.
Теперь определим задачи, которые должен решать электрический котел (выбираем нужный пункт списка):
- круглосуточное отопление квартиры, дачи, загородного дома;
- то же, с подогревом воды для хозяйственно-бытовых нужд;
- работа в ночное время по дешевому тарифу;
- дежурный обогрев – поддержание температуры воздуха +5…10 °C.
Примечание. Ночное отопление дома электрическим котлом можно совместить с нагревом теплоаккумулятора. В 7.00 агрегат отключается, дальше водяная система получает тепло, накопленное в буферной емкости. 2 условия: выделенный лимит расхода электроэнергии должен составлять 15…20 кВт + мощный электрокотел.
Полноценное отопление электричеством обходится недешево и применяется по необходимости. Более выгодный вариант – ночной обогрев с 23.00 вечера до 7.00 утра, когда стоимость энергии вдвое меньше. Дежурный режим используется на строящихся объектах или дачах, где хозяева проводят 2–3 дня еженедельно.
Выбираем мощность электроотопительного котла в зависимости от поставленных задач:
- Для круглосуточной работы агрегат подбирается с запасом 10…20%. То есть, цифра теплопотерь умножается на коэффициент 1.1–1.2. Например, дом площадью 60 квадратов теряет 4 кВт, производительность электрокотла составит 4 х 1.2 = 4.8 кВт.
- Под горячее водоснабжение (ГВС) мощность агрегата следует увеличить на 50%. То есть, цифру 4 кВт из примера умножать на коэффициент 1.5 (получим 6 Квт).
- Электронагревательный аппарат для ночного отопления можно брать без запаса мощности, если утром его заменяет газовый либо твердотопливный котел. Снижение температуры до 18–19 °C во время сна не доставит особого дискомфорта, зато сэкономит деньги.
- Мощность электрокотла, поддерживающего плюсовую температуру в здании, берем с понижающим коэффициентом 0.6–0.7 (минус 30–40%) от количества теплопотерь.
Совет. Для организации ГВС не нужно искать двухконтурный котел. Обычно реализуется 2 варианта: устанавливается отдельный электрический водонагреватель или мощный теплогенератор плюс бойлер косвенного нагрева.
Производительность отопителя для ночной «зарядки» теплоаккумулятора зависит от объема бака и считается индивидуально. Подбор электрокотла в стандартных условиях описывается в видеоролике:
3 вида электроотопительных агрегатов
Следующий шаг – выбор типа котла. Есть 3 разновидности электрических водогрейных аппаратов, отличающиеся принципом работы:
- теплогенераторы с трубчатыми нагревательными элементами (ТЭНами);
- электродные;
- индукционные.
Делить электроустановки на виды по другим признакам бессмысленно. Например, напряжение питания – 220 либо 380 вольт – зависит от мощности агрегата, а не способа подогрева воды. Обычно нагреватели до 6 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, 7 киловатт и больше – к трехфазной (380 вольт).
Комплектация и автоматика управления тоже бывает разной, данный вопрос предлагается рассмотреть в конце публикации. Сначала разберем преимущества и недостатки 3 видов электрокотлов.
Плюсы и минусы ТЭНовых котлов
ТЭН – это и есть участок электрической цепи с высоким сопротивлением. Представляет собой медную трубку (прямую либо изогнутую), внутрь заделана нагревательная спираль из жаропрочного хромоникелевого сплава. Изолятором между наружной медной стенкой и спиралью выступает керамическая засыпка.
Кратко перечислим составные элементы любого электрического котла (не только ТЭНового):
- нагревательный блок, в данном случае – герметичная емкость с ТЭНами внутри;
- управляющая автоматика – термостат, датчики температуры, исполнительный элемент;
- корпус с рукоятками/кнопками управления.
Справка. Исполнительный элемент подает либо прерывает электропитание нагревателей по команде термостата. Бывает 2 типов – механический и электронный. В первом случае цепь разрывает пускатель или контактор, издающий громкие щелчки. Во втором случае питанием управляет блок симисторов, работающий бесшумно.
Алгоритм работы электрического котла мало отличается от других обогревательных приборов. Теплоноситель нагрелся до установленной температуры – ТЭН отключился, вода начала остывать – включился. Если в емкости стоит 2…4 нагревателя, то блок управления их включает поочередно, реализован так называемый ступенчатый нагрев.
Перечислим преимущества электрических ТЭНовых котлов:
- тепловая производительность агрегата не зависит от внешних факторов, меняется только по команде блока управления;
- нагревательная спираль надежно изолирована от контакта с теплоносителем, теплогенератор одинаково хорошо работает с обычной водой или незамерзающей жидкостью;
- выход из строя 1 нагревателя из группы не означает остановку нагрева, просто снизится мощность;
- заменить перегоревший ТЭН несложно и недорого;
- надежность ТЭНовых агрегатов проверена многолетней практикой.
Электрические котлы с трубчатыми нагревателями лишены серьезных недостатков. Отметим 3 второстепенных минуса:
- Поскольку нихромовая спираль окружена керамической засыпкой, передача тепла медному корпусу происходит немного дольше, чем у других электрокотлов.
- При использовании жесткой воды медная трубка снаружи покрывается слоем отложений. Теплообмен затрудняется, повышается температура поверхности, срок службы спирали сокращается.
- Если отбор тепла прекращается, спираль ТЭНа перегорает. То есть, нагреватель не терпит «сухого хода», случайное включение без воды гарантированно приведет к поломке.
По цене котел электрический с ТЭНами занимает среднюю позицию между индукционными и электродными «собратьями». На ценообразование сильно влияет комплектация. Например, польская настенная мини-котельная Kospel EKCO.LN2-6 (6 кВт) с насосом и расширительным бачком стоит около 600 у. е., а простой агрегат без наворотов Heatman Light 6/220 – всего 100 у. е.
Преимущества электродных нагревателей
В целом устройство электродного котла повторяет конструкцию аппарата с ТЭНами. Отличается только силовой блок – цилиндрическая камера с электродом (или несколькими) внутри. Секция нагрева отделена от шкафа управления, устанавливаемого рядом на стене. Повышенное сопротивление в цепи создает сама вода, точнее, ее прослойка между внутренним электродом и металлическим корпусом.
Пояснение. Электрокотел работает по принципу кипятильника, сделанного из 2 железных пластин. Протекающая меж ними вода служит проводником, электрический заряд переносят ионы – заряженные частицы солей магния и кальция. Выделяющееся тепло нагревает воду. Отсюда второе название котла – ионный.
Плюсы электродных котлов:
- нагревательный блок состоит буквально из 2 железок, ломаться в нем нечему даже при отсутствии воды либо перегреве;
- перепады напряжения силовому блоку нестрашны, может пострадать лишь чувствительная автоматика (при наличии);
- большое содержание солей – жесткость воды – только увеличивает скорость нагрева, накипь незначительно уменьшает мощность аппарата;
- отопительные агрегаты определенных моделей могут использоваться в самотечных системах отопления;
- компактность.
Для сравнения приведем стоимость 6-киловаттного нагревателя известного бренда «Галан», с комплектом автоматики котел обойдется в 155 у. е. По данным производителя, расход электроэнергии теплогенератором 6 кВт составит приблизительно 950 кВт в месяц. Если возникнет необходимость нарастить мощность, достаточно купить второй силовой блок и установить в каскаде с первым.
Электрические ионные котлы заработали немало отрицательных отзывов домовладельцев на форумах. Причина – существенные недостатки водогрейных аппаратов:
- В процессе нагрева идет химическая реакция электролиза, соли магния и кальция разлагаются, из-за чего мощность котла заметно снижается.
- Опять же, производительность агрегата – величина переменная. Зависит от концентрации солей, температуры воды и напряжения в сети.
- С обычными антифризами для отопления электродный котел «не дружит», придется покупать специальную жидкость. По понятным причинам, обессоленную или дистиллированную воду использовать нельзя.
- При реакции электролиза выделяется смесь различных газов, иногда – горючая. Отмечены случаи завоздушивания закрытых систем отопления.
- Силовой блок работает на полную мощность в режиме старт/стоп. Чтобы организовать ступенчатое регулирование, нужна дорогостоящая автоматика.
Личный отзыв автора статьи. Отапливаю дом 100 м² электродным котлом, таймер включает нагрев только ночью. Теплоноситель – водопроводная вода, без добавок. Из-за разложения солей ее приходится менять 1 раз в полтора месяца, иначе мощность электрокотла падает примерно на 50%. Подсаливать по инструкции опасаюсь, поскольку система смонтирована из стальных труб, предусмотрен самотек.
Особенности индукционных аппаратов
Этот электрокотел тоже разделен на 2 части – нагревательный блок и шкаф управления со стандартной автоматикой. Секция нагрева – это запаянный цилиндрический корпус, внутри располагается многовитковая индукционная катушка-индуктор и полый металлический сердечник. Упрощенно – труба, внутри которой движется теплоноситель. Как работает электрический индукционный котел:
- После включения аппарата контактор замыкает силовую цепь по команде автоматики. На катушку подается напряжение 220 либо 380 вольт.
- Индуктор создает вокруг сердечника вихревые токи высокой плотности, отчего металлическая труба нагревается. Тепло передается протекающей внутри воде.
- Нагревательный элемент работает в режиме on/off на полной мощности, пока датчик не зафиксирует достижение выставленной пользователем температуры. Потом автоматика отключает нагрев и так далее.
Примечание. Индуктор электрокотла всегда включается на максимальную мощность, ступенчатая регулировка отсутствует.
Вихревые электронагреватели – относительно новый вид котлов отопления. Аппараты не успели заслужить себе определенную репутацию, поскольку отапливают частные дома не более 10 лет. О надежности судить рано, поэтому укажем очевидные особенности индукционных теплогенераторов:
- при отсутствии воды или остановке циркуляции силовой блок выходит из строя;
- неразборной заваренный корпус предполагает полную замену нагревательной секции в случае поломки (например, межвиткового замыкания внутри катушки);
- агрегат довольно тяжелый, блок нагрева 5 кВт весит около 24 кг, 20 кВт – 76 кг;
- нет ступенчатого нагрева – появляются скачки напряжения в домовой электросети при включении котла.
Отдельный вопрос – цена вихревых нагревателей. Отопительный котел электрический мощностью 5 кВт в минимальной комплектации стоит около 450 у. е., что несравнимо дороже конкурентов. Не слишком лестное мнение об индукционных отопителях высказывает эксперт на видео:
Комплектация отопительных агрегатов
Мы уже перечисляли элементы любого электрокотла в базовой, самой дешевой комплектации. Это нагревательный блок, терморегулятор, автоматика с исполнительным механизмом, органы управления и датчик температуры.
Важный нюанс. В бюджетных версиях котлов исполнительным элементом выступает магнитный пускатель. Он громко щелкает в момент включения нагрева, звук хорошо слышен в комнатах, прилегающих к котельной.
В расширенной комплектации производители снабжают электрокотлы следующим оборудованием:
- малошумный модульный контактор вместо магнитного пускателя;
- циркуляционный насос;
- мембранный расширительный бак для закрытой отопительной системы;
- датчики перегрева и давления теплоносителя;
- группа безопасности – автоматический воздухоотводчик, предохранительный клапан;
- датчик циркуляции – для индукционных теплогенераторов;
- погодная автоматика;
- ЖК-дисплей, программатор, GSM модуль дистанционного управления со смартфона.
Естественно, «жирная» комплектация электрического котла обойдется гораздо дороже «бедной». С другой стороны, расширительный бачок, насос и группу безопасности все равно придется покупать. Гораздо удобнее монтировать агрегат, когда указанные элементы спрятаны внутри корпуса.
Какой электрокотел выбрать – рекомендации
В 90% мы советуем выбирать электрический котел с ТЭНами. Это надежные устройства, одинаково подходящие к разным системам отопления – радиаторам, теплым полам, напольным либо плинтусным конвекторам. Степень укомплектованности подбирайте исходя из условий монтажа, эксплуатации и выделенного бюджета.
Еще несколько советов:
- В квартиру однозначно берите настенную электрическую мини-котельную, оборудованную ТЭНами, собственным насосом и баком.
- Если электрокотел должен работать в паре с твердотопливным или газовым агрегатом, лучше подобрать модель без встроенного насоса и расширительного бака. Указанное оборудование подключается отдельно – бачок работает на всю систему, насос управляется комнатным терморегулятором, как показано на схеме.
- Устанавливайте выносной терморегулятор. Тогда котел станет ориентироваться на температуру воздуха, а не теплоносителя.
- Электродный теплогенератор берите в 3 случаях: ограниченный бюджет, слишком мало места в котельной либо подключение к гравитационной отопительной разводке без насоса.
- Меньше всего проблем электродные агрегаты создают в открытых системах – образующиеся газы благополучно уходят через атмосферный расширительный бак.
- Индукционный котел выбирайте по желанию и наличию средств. Но учтите: опыт эксплуатации показал, что указанный аппарат ничем не лучше ТЭНового. Особых технических проблем с индукционными отопителями не отмечено, только финансовые.
Замечание. Котел электродного типа для самотечной системы должен иметь патрубки соответствующего диаметра (минимум – Ø32 мм), подающий направлен кверху.
Для водяного теплого пола подойдет только электрический ТЭНовый котел. Индукционным и электродным агрегатам без ступенчатого нагрева сложно поддерживать низкую температуру воды в напольных контурах – 35…45 °C.
Напоследок о расходе электроэнергии
Естественное желание домовладельца – знать, сколько электричества израсходует электрический котел в период отопления частного дома. К сожалению, реальное потребление предвидеть невозможно. Показатель слишком индивидуален и зависит от ряда факторов – степени утепления, поддерживаемой внутри температуры, погоды.
Месячный расход можно посчитать приблизительно: взять 50% от расчетных теплопотерь дома, умножить на 24 часа и 30 суток. Пример: потери составляют 6 кВт, половина – 3 кВт, за сутки 3 х 24 = 72 кВт, в месяц – 72 х 30 = 2160 кВт. Почему берем ½ мощности: в течение сезона погода не всегда холодная, чем теплее на улице, тем чаще электрокотел выключается.
Пример из личного опыта. Дом 100 м² топится ночью электродным котлом 9 кВт в течение 8 часов, регион – южный. За 6 месяцев отопительного сезона электрокотел потребил 9104 кВт. Среднемесячный расход энергии – 1517 кВт, среднесуточный – 1517 / 30 = 50.6 кВт.
Электрическое отопление в частном доме: обзор лучших видов электрических отопительных систем
Выбор системы отопления – ключевой вопрос, от решения которого зависит комфорт проживания и сохранность финансовых средств владельца. Рассматривая различные варианты, стоит обратить внимание на электрическое отопление в частном доме, оценить его плюсы и минусы, чтобы сравнить с другими предложениями.
Современные системы, питающиеся электроэнергией, очень разнообразны. Далеко не все из них потребляют чрезмерно большое количество электричества. Подробно рассмотрим каждую из них.
Почему выбирают электрическое отопление?
Принято считать, что отопление дома системами, работающими от электричества слишком затратно. Поэтому их преимущества как-то не принимаются во внимание.
Электрические системы отопления принадлежит к числу самых экологически чистых. Они не дают никаких выбросов в атмосферу
Это в корне неправильно, ведь электрические системы имеют множество значимых достоинств, выгодно отличающих их от отопления других типов:
- Безопасность. Оборудование не работает с открытым пламенем и взрывоопасными веществами, как другие отопительные приборы. Качественно проложенная проводка – надежная защита от возможного возгорания.
- Простота в управлении и обслуживании. Автоматические системы регулируют работу оборудования, что требует минимального вмешательства человека. Элементы, требующие регулярной замены или чистки, отсутствуют.
- Полная экологическая безопасность. При работе система не выделяет токсичных веществ, поэтому ее можно монтировать в любых помещениях.
- Отсутствие необходимости в хранении запаса топлива. Поэтому не требуется специальное помещение для складирования горючих материалов.
- Компактность. Большая часть оборудования отличается небольшими размерами. Разнообразный дизайн устройств позволяет легко подобрать модель для любого по стилистике интерьера.
- Невысокая стоимость. По сравнению отопительными приборами других типов, цена такого самого оборудования значительно ниже.
Из значимых недостатков электрических систем помимо достаточно высокой стоимости электроэнергии справедливости ради нужно отметить полную энергозависимость оборудования.
Это означает, что при прекращении подачи электроэнергии все приборы прекратят свою работу, что будет особенно заметно в местностях с частыми отключениями. Кроме того, для бесперебойной работы оборудования понадобится мощная электросеть, что есть далеко не везде.
Для обустройства водяного отопления с электрическим котлом выбирают только закрытую систему с оснащенным мембраной расширительным баком, с помощью которого регулируется давление в системе
Водяное отопление с электрическим котлом
Представляет собой стандартную систему с жидким теплоносителем, циркулирующим по отопительному контуру. Ее главное отличие заключается в том, что нагрев теплоносителя производится только за счет использования электрического котла.
В силу этого такая система будет иметь некоторые особенности. Прежде всего, она может быть только закрытого типа и должна быть оснащена мембранным расширительным баком.
Иначе не удастся избежать неравномерности прогрева помещений, потерь скорости и мощности теплообмена, что приведет к перерасходу электроэнергии и, соответственно, неоправданным расходам. По этим же причинам не рекомендуется устанавливать систему с естественной циркуляцией.
Галерея изображений
Электрический вариант отопления требует минимум вложений в организацию и монтаж. Для устройства электрического отопления необязательно сооружать котельную, не нужно место для складирования топлива
Электрокотлы выпускают в одно- и двухконтурных вариантах. Если для обслуживания дома недостаточно двухконтурного котла, то для ГВС и отопления устанавливают отдельные одноконтурные агрегаты
Одноконтурные электрические котлы обслуживают только линию отопления. Для нагрева воды в этом случае используется газовый или электрический проточный водонагреватель
Электрические котлы привлекают самой простой и оперативной установкой. Для их монтажа требуется только получить разрешение на подключение к электролинии с необходимой мощностью
Электрические котлы в загородном доме
Электрооборудование для отопления и ГВС
Электрокотел с газовым водонагревателем
Простой монтаж и подключениеОптимальный вариант – принудительная циркуляция теплоносителя, что даст возможность максимально экономить электроэнергию. Для работы с такой отопительной системой можно использовать три типа электрических котлов. Разберем достоинства и недостатки каждого из них.
Котлы с нагревателями типа ТЭН
В каждом из таких устройств устанавливаются ТЭНы. Это нагревательные элементы, работающие по принципу резистивного нагрева проводника, через который проходит электрический ток.
В силу того, что им приходится работать в жидкости, на устройства дополнительно устанавливается защита в виде водонепроницаемого корпуса и надежной изоляции. Поэтому мощность ТЭНов несколько снижается.
На рисунке представлена конструкция электрического котла с ТЭНовым нагревателем
В результате КПД каждого такого нагревателя составляет не больше 80. Поэтому чтобы котлы такого типа осуществляли нагрев теплоносителя до нужной температуры, требуется либо увеличить число ТЭНов, либо поставить нагреватели большей мощности.
В любом случае потери энергии неизбежны, что отрицательно сказывается на экономичности приборов такого типа. Чаще всего в один котел производители устанавливают 3-4 ТЭНа. Предусматриваются разные режимы работы прибора. В зависимости от этого в работу могут включаться все нагревательные элементы, только один из них или группы элементов.
Мощность электрических котлов ТЭНового типа варьируется в пределах от 3 и до 50 кВт. Самые мощные модели предназначены для подключения к трехфазной сети, менее мощные могут работать от однофазной.
Компоновка ТЭНов в приборе может быть разной, что сказывается на их внешнем виде. Они могут быть изготовлены в форме цилиндров со «спрятанными» внутри нагревательными элементами и вынесенным в отдельный корпус управляющим блоком или иметь привычную прямоугольную форму с выведенными на корпус органами управления.
Стоимость котлов такого типа очень невелика, что обусловлено их неэкономичностью.
В процессе эксплуатации поверхность ТЭНа покрывается накипью и отложениями солей, поэтому его приходится регулярно менять
У ТЭНовых устройств есть и еще недостатки. Прежде всего, это небольшой срок «жизни» нагревательного элемента. В процессе эксплуатации устройства он покрывается отложениями солей и выходит из строя.
Поэтому регулярная смена ТЭНов такому прибору необходима. Еще один «минус» заключается в том, что при запуске оборудования с небольшим количеством теплоносителя или при его отсутствии нагреватели выходят из строя.
Котлы с электродным принципом действия
Принцип работы устройства в корне отличается от ТЭНовых моделей. Для получения тепла используются частотные колебания в переменной сети, которые, в свою очередь, вызывают колебания ионов, находящихся в электролите, что приводит к его быстрому разогрев.
Собственно котел представляет собой корпус с двумя электродами, погруженными в теплоноситель, роль которого играет токопроводящая жидкость или электролит. Чаще всего в этих целях используется антифриз той или иной марки.
Электродные устройства выгодно отличаются компактностью и небольшим весом, при этом мощность нагрева у них высока. Такие котлы можно устанавливать группами, запуская в работу по мере необходимости один или несколько приборов сразу. Еще одно достоинство электродного оборудования заключается в его практически полной нечувствительности к перепадам напряжения в сети.
Электродные котлы очень компактны, что выгодно отличает их от аналогов ТЭНового типа
Безопасный для них диапазон перепадов – 15-20%, что достаточно много. Однако для устройств очень важна стабильность частоты переменного тока. Электродные котлы полностью пожаробезопасны, поскольку перегреться такое устройство не может, а при отсутствии теплоносителя оно просто не включится.
Нагревается прибор очень быстро. По экономичности он на 20% превосходит ТЭНовый аналог, то есть его КПД составляет порядка 98%. При этом его производительность можно увеличить.
Достигается это за счет обвязки устройства металлическими трубами. Таким образом зона ионизации теплоносителя значительно расширяется, что и дает эффект увеличения производительности. Стоимость электродных котлов невысока. Поэтому когда такое оборудование только появилось, его считали едва ли не идеальным отопительным прибором.
Однако в процессе эксплуатации выявились и недостатки. Прежде всего это не стабильная мощность устройства.
Она очень сильно зависит от химического состава токопроводящей жидкости и ее температуры, поскольку даже при небольших отклонениях изменяется электропроводимость раствора, что приводит к изменениям интенсивности нагрева. Кроме того, электродная система очень плохо поддается автоматическому управлению и регулировкам.
Электродные котлы можно устанавливать группами, что дает значительное удобство их эксплуатации
Для котлов такого типа крайне важен состав чистота теплоносителя. В случае несоблюдения пропорций раствора или его загрязнения все преимущества такой системы пропадают. Поэтому не реже, чем один раз в год требуется проводить коррекцию химического состава электролита.
С такой же периодичностью нужно будет чистить теплообменник и всю отопительную систему от солевых отложений, которые будут накапливаться достаточно быстро. Обязательным условием для подключения электрической системы отопления дома электродного типа является наличие заземляющего контура.
Таким образом несмотря на то, что такие отопительные приборы более экономичны, чем их ТЭНовые аналоги, особой востребованностью они не пользуются. Достаточно большое количество недостатков делают их использование для отопления частного дома не совсем удобным.
Отопительные котлы индукционного типа
Это наиболее совершенные представители электрических отопительных систем. В основе этих устройств лежит принцип электромагнитной индукции. Все происходит следующим образом. По первичной обмотке, расположенной в сердцевине прибора, пропускают электрический ток.
Он индуцирует напряжение во вторичной обмотке, расположенной ближе к корпусу устройства. Она представляет собой лабиринтную систему труб, по которой проходит теплоноситель.
На рисунке схематически представлен индукционный котел и принцип его действия
При замыкании вторичного контура возникает резистивный нагрев проводника, и, соответственно, теплоносителя. Потерь энергии при этом нет никаких, поэтому КПД такой системы равен почти 100%.
Нагрев жидкости происходит очень быстро и равномерно. Индукционные котлы очень экономичны. Этот показатель увеличивается еще больше за счет самоиндукции системы, которая связана с дополнительной реактивной мощностью.
Ее вырабатывают токи, проходящие по вторичному замкнутому контуру. При этом значения возникающей дополнительной мощности достаточно велики. Несколько иначе действует разновидность индуктивного котла – вихревой индукционный нагреватель или ВИН.
На его первичную обмотку поступает напряжение, которое предварительно преобразуется в высокочастотное. Таким образом напряженность электромагнитного поля резко возрастает.
Что дает такой же стремительное увеличение силы тока, который генерируется этим полем? Особенность котла ВИН в том, что у него отсутствует вторичная обмотка. Вместо нее используются все металлические поверхности оборудования.
Их специально изготавливают из материалов с выраженными ферромагнитными свойствами. Появление вихревых токов приводит к перемагничиванию, что вызывает сильный и практически мгновенный нагрев ферромагнитных сплавов.
Индукционные котлы компактны, но при этом имеют значительный вес
Следовательно, в процессе теплообмена участвуют практически все массивные элементы корпуса, что дает возможность получить очень высокий КПД, приближающийся к 100%. Индукционные котлы обеих разновидностей отличаются значительным весом и относительно небольшими размерами. Их можно устанавливать по одному или группами, последнее дает значительные преимущества при организации отопления здания.
Котел индукционного типа для обустройства дачи или небольшого частного дома можно сделать своими руками. Руководство по сборке индукционного котла, приведенное в рекомендуемой нами статье, поможет выбрать оптимальный вариант и грамотно соорудить агрегат.
К преимуществам индукционных котлов можно отнести быстрый, почти мгновенный разогрев. Оборудование легко поддается регулировкам, поэтому на него монтируются автоматические блоки управления, обеспечивающие точные настройки. В плане электрической и пожарной безопасности эти устройства наиболее благополучны, если сравнивать их с аналогами других типов.
Высокий КПД индукционных приборов не уменьшается даже после длительной эксплуатации. Связано это с тем, что внутри устройства не накапливаются солевые отложения или накипь. Они удаляются высокочастотными микровибрациями, которые сопровождают работу оборудования. По этой же причине особых требований к химическому составу теплоносителя нет. Котлы к ней нечувствительны.
Использование индукционных котлов дает экономию электроэнергии порядка 40% по сравнению с применением электрических котлов других типов
Еще одно достоинство – длительный срок эксплуатации индукционных котлов. Без преувеличения он может исчисляться десятками лет. Это объясняется тем, что уязвимых узлов у оборудования с просто нет. Контакт электрической части прибора с теплоносителем полностью отсутствует.
Проблемы могут возникнуть только со сварными швами, которые обычно служат очень долго. Главное преимущество оборудования этого типа заключается в экономичности.
Практика показывает, что оно позволяет экономить до 40% электроэнергии по сравнению со своими ТЭНовыми и электродными аналогами. Из недостатков стоит отметить небольшой вибрационный шум, который издают котлы в ходе работы.
Массивность, что требует внимания при монтаже, особенно, если устройство закрепляется на стену. Еще один минус – достаточно высокая стоимость индукционных приборов.
Оборудование для инфракрасного обогрева
Для отопления своего загородного дома электричеством можно использовать современные системы инфракрасного обогрева. Для их работы применяется принцип волновой передачи энергии на некоторое расстояние.
Все происходит следующим образом. Излучатель преобразует электрическую энергию в волну инфракрасного диапазона и передает ее. Волны двигаются до того момента, пока не попадают на любую непрозрачную поверхность.
Распределение температур при использовании инфракрасного отопления намного более комфортно для человека, чем при использовании традиционных способов обогрева
Здесь они преобразовываются в тепловую энергию, нагревая тело, которое встретилось на их пути. Разогретый таким образом предмет, будь это крупная мебель, пол или стена, начинает отдавать тепло в атмосферу, нагревая тем самым воздух в помещении.
Таким образом происходит максимально равномерный нагрев помещения, причем температуры распределяются наиболее комфортным для человека образом. При этом потерь энергии практически нет, что обуславливает высокий КПД инфракрасных нагревателей.
Они выпускаются в различных вариантах. Особенно популярна специальная инфракрасная пленка с запаянными внутрь нее карбоновыми излучателями. Она используется для обустройства системы теплых полов, может применяться на потолке и на стенах. Пленка закрывается любым отделочным материалом, что не влияет на ее свойства.
Толщина инфракрасной пленки невелика, она незаметна под любым покрытием. Система влагоустойчива, ей не страшны динамические нагрузки. Подлежит демонтажу и последующему использованию.
В продаже можно найти инфракрасные обогреватели, есть как обычные, так и выполненные в виде пластин различного размера. Они так же предназначены для закрепления на стенах или потолке. Правда, в этом случае речь идет, скорее, о дополнительном отоплении, нежели об основном.
Галерея изображений
Инфракрасные пленочные системы — отличный вариант для организации электрического отопления загородного дома
Все, что нужно для устройства обогревающей инфракрасной системы, это незамысловатый набор инструментов для электромонтажа, скотч и непосредственно ИК пленка
Полимерную основу ИК пленки раскраивают обычными ножницами. При раскрое следует соблюдать условие: пленка разрезается только по прямой линии и только по прозрачной полосе
Поверх инфракрасного греющего пола укладывается любое покрытие с подходящей теплопроводностью: ламинат, керамическая плитка, линолеум, ковролин
Параллельно настеленные на пол полосы соединяются по последовательной схеме и подключаются к источнику питания
Инфракрасные пленочные системы укладываются на любой тип строительных конструкций. Чаще на пол, несколько реже на потолок
Пленочный тип отопления применяется в обустройстве пространства мансарды. В деревянных домах это наиболее безопасный электрический вариант
С применением инфракрасных пленок можно организовать отопление остекленных лоджий и даже открытых террас, т.к. ИК лучи нагревают предметы, а не воздух
Самые экономичные способы отопления частного дома электричеством
Выбирая систему отопления для своего частного дома потребитель задумывается, в первую очередь о том, каковы будут его расходы на отопление.
Учитывая, что значительная часть территории страны до сих пор находится без газоснабжения, попытаемся найти самое экономичное отопление частного дома без газа, т.е на основе гораздо более распространенного электричества. И немаловажными факторами также являются надежность работы системы, простота монтажа, ремонта и эксплуатации.
Обогрев дома электричеством
Электрообогрев – экологичный и современный способ обеспечения комфортных условий в частном доме. Он не требует монтажа труб для отвода продуктов сгорания топлива, а также получения разрешений и какого-либо специального подключения к магистральным сетям, как это бывает с централизованным и индивидуальным газовым отоплением.
Важно! Однако не стоит забывать, что любая электрическая отопительная система включает в себя ряд энергоемких элементов, которые могут потребовать подключения к трехфазной сети. Поэтому отопление частного дома целесообразнее проектировать на этапе его подключения к электрическим сетям энергоснабжающей организации и монтажа электропроводки в доме.
На сегодняшний день электроотопление частного дома может осуществляться по целому ряду технологий. Принципиально их можно разделить на системы обогрева с котлом и без котла.
Системы электрического отопления посредством котельного оборудования
Данный вид отопления для частного дома предполагает установку электрокотла и организации трубопроводной системы с вмонтированными в нее радиаторами. В трубопроводах осуществляется циркуляция теплоносителя – вода, антифриз и т.п. Данная система отопления может быть совмещена с системой горячего водоснабжения. Эксплуатируемые котлы отопления для частного дома на электричестве могут быть:
- ТЭНовыми,
- электродными,
- индукционными.
ТЭНовые котлы для отопления частного дома
ТЭНовые котлы могут смело называться классикой водоподогрева. Нагревательным элементом в таком котле является трубчатый электронагреватель (ТЭН). Этот металлический прибор в виде трубы заполнен электроизолятором, проводящим тепло. В центре трубки проложена нить из сплава хрома, проводящая электрический ток. Нагреваясь, ТЭН отдает тепло теплоносителю по тому же принципу, что электрический чайник кипятит воду.
ТЭНовые котлы доступны по цене и просты в монтаже и эксплуатации, большинство моделей снабжены терморегулятором, поддерживающим температуру на заданном уровне. Количество теплоты, отдаваемое таким котлом теплоносителю регулируется включением и отключением ТЭНов.
Основным недостатком данного типа электрокотлов является образование в процессе эксплуатации известковых отложений на нагревательных элементах, что может привести к выходу последних из строя. В связи с этим, неизбежно придется периодически использовать средство от накипи для их очистки. Кроме того, того ТЭНы со временем перегорают и выходят из строя, в частном случае, этому может поспособствовать утечка теплоносителя.
Электродные отопительные котлы
В электродных котлах теплоноситель является частью электрической системы, выступая проводником тока. Работа электродов вызывает колебание свободных ионов солей в теплоносителе, что, в свою очередь, приводит к выделению тепловой энергии. Данный принцип работы позволяет достаточно быстро прогреть весь объем теплоносителя, поступающий в котел, а также не способствует образованию накипи.
Такие котлы, в отличие от ТЭНовых, имеют меньшие габариты и абсолютно невосприимчивы к утечкам. В случае ухода теплоносителя из системы, котел просто перестает работать. Цена при этом также весьма доступная. Однако электродные котлы предъявляют специфические требования к свойствам теплоносителя, а сами электроды со временем выходят из строя и подлежат замене.
Индукционные отопительные котлы
Основными рабочими элементами индукционного котельного оборудования являются индуктивная катушка и ферромагнитныйконтур теплоносителя. Катушка создает переменное магнитное поле, за счет воздействия которого на материал контура происходит нагрев последнего.
Такие котлы имеют самый высокий коэффициент полезного действия из всех перечисленных (до 99,5% против 95-98% у его ТЭНовых и электродных аналогов), а также позволяют экономить электроэнергию благодаря точной регулировочной системе и высокой скорости нагрева теплоносителя.
Кроме того, его отличают надежность (в том числе благодаря отсутствию элементов, нуждающихся в периодической замене), длительный срок службы и неприхотливость в отношении теплоносителя. К недостаткам индукционных котлов можно отнести высокую стоимость, большие габаритные размеры и вес.
Системы электрического отопления без котельного оборудования
Электрическое отопление, не предусматривающее установку котла и циркуляцию теплоносителя в системе можно условно назвать непосредственными – при таком способе отопления нагревательные приборы отдают тепловую энергию воздуху и окружающим предметам.
Отбросив в сторону изучение устаревших масляных радиаторов и шумных тепловентиляторов, перечислим наиболее популярные современные нагреватели для таких систем отопления:
- электрические конвекторы,
- кондиционеры,
- инфракрасные обогреватели,
- теплые полы.
Попробуем разобраться, какое электро отопление без котла самое экономное.
Электрические конвекторы
Обогрев помещения конвектором происходит посредством циркуляции воздуха. Холодный воздух из нижней части помещения проходит через нагревательный элемент (ТЭН) конвектора и нагретым поднимается к потолку. Остывая, он опускается вниз и процесс, таким образом, идет по кругу.
Электрические конвекторы быстро нагревают помещение, безопасны и бесшумны при эксплуатации, а также обладают длительным сроком службы. Эти отопительные приборы можно крепить на стены по принципу обычных радиаторных батарей и подключать к системе электроснабжения посредством розетки и вилки. Цены на конвекторы также весьма демократичные. Для отопления помещения площадью 20 кв. м достаточно приобрести конвектор мощностью 2 кВт.
Кондиционеры
Современные кондиционеры могут работать в режиме теплового насоса вне зависимости от температуры наружного воздуха. Такая установка получила название инверторной. Кондиционер легко настроить для поддержания в комнате заданной температуры.
Обогрев помещения посредством сплит-системы считается в 4 раза менее энергоемким, чем обогрев устройствами на основе ТЭНов – при отоплении 20 кв. м площади кондиционер будет потреблять мощность порядка 2-5 кВт. Но при этом подобное оборудование является дорогостоящим и требует определенных навыков при монтаже, а также периодического профессионального обслуживания – чистка, замета фреона и т.д.
Инфракрасные обогреватели
Нагревательный элемент инфракрасного обогревателя – кварцевый излучатель. Принцип работы такого устройства заключается в нагреве находящихся в непосредственной зоне излучения предметов, но не окружающего воздуха.
Важно! За пределами зоны излучения инфракрасного обогревателя тепловой комфорт отсутствует.
Микатермический обогреватель представляет собой разновидность инфракрасного, работающую на длинноволновом излучении. Данная особенность позволяет обогревать даже далеко расположенные предметы, тем самым, повышая эффективность работы прибора. Еще однойразновидностью длинноволнового инфракрасного излучателя можно считать керамическую панель.
При грамотном выборе места монтажа для обогрева помещения площадью 20 кв. м потребуется обогреватель данного типа мощностью 1,0-1,5 кВт. Инфракрасные обогреватели – удовольствие не из дешевых, они в несколько раз дороже конвертеров, но и окупают они себя за 2-3 года.
Теплые полы
Теплый пол может быть не только вспомогательным источником тепла (для создания комфортных условий на кухне или в ванной), но и основным. Это надежный и простой в эксплуатации способ отопления, отличающийся наиболее продолжительным сроком службы.
Тем не менее, организация такого типа отопления весьма проблематична и требует серьезного вмешательства в конструкцию напольного покрытия. А ремонт теплого пола, вышедшего из строя, невозможен без полного демонтажа покрытия.
Электрический котел или электрообогреватель?
Если с особенностями электрических котлов и обогревателей по отдельности все понятно, то вопрос о том, какая система отопления частного дома электричеством наиболее экономичная – с котлом или без – остается открытым.
Принято считать, что для обогрева дома площадью 100 кв. м требуется электрический котел мощностью 10 кВт. Однако ряд доступных только для систем котельного электроотопления энергосберегающих мероприятий, о которых пойдет речь ниже, зачастую делают этот способ обогрева более эффективным. Однако не стоит забывать, что система отопления посредством электрического котла требует серьезных работ по разводке трубопроводов и монтажу радиаторных батарей.
Принято считать, что для отопления небольшого дома с количеством комнат до четырех целесообразнее использовать электрические обогреватели, а в больших частных жилых постройках стоит устанавливать котельное оборудование. В домах с непостоянным проживанием людей (дачный сектор), где и в обогреве в течение всего отопительного периода нет необходимости, также более уместна система с электрическими обогревателями.
Способы дополнительной экономии при электрическом отоплении
Соблюдение простейших мер по энергосбережению поможет вам дешево организовать отопление дома электричеством.
- Утепление стен здания – его целесообразно проводить с наружной стороны стен. Внутреннее утепление чревато образованием конденсата между стеной и утеплителем и требует строгого соблюдения технологии и дополнительных мер изоляции.
- Снижение тепловых потерь с естественной вентиляцией путем замены окон и дверей на энергосберегающие.
- Использование многотарифного счетчика электроэнергии – актуально, в первую очередь, для систем электрического отопления с котлом, т.к. принцип работы обогревателей требует практически постоянного поддержания заданных параметров.
- Использования аккумуляторов тепла – применимо только для систем с котельным оборудованием. При условии, что у вас установлен многотарифный прибор учета электрической энергии, вы можете в целях экономии накапливать тепловую энергии посредством аккумулятора в ночное время суток.
Важно! В некоторой степени, теплоноситель системы отопления также выступает в качестве аккумулирующего звена, поэтому котельная система электрического обогрева способна поддерживать тепло в доме в случае кратковременных перебоев в подаче электроэнергии.
Взгляд в будущее
На фоне повального увлечения энергосбережением и неумолкающих разговоров об иссякаемости природных ресурсов идея организации электрической системы отопления частного дома вовсе не кажется нерациональной или дорогостоящей.
Грамотное соблюдение основ использования электроотопительных установок и элементарных принципов экономии энергии помогает существенно снизить затраты на обогрев дома, а анализ рынка электрических обогревателей вселяет надежду в то, что эффективность и экономичность таких приборов будет только расти.
Источник https://otivent.com/elektricheskij-kotel-dlya-otopleniya-doma
Источник https://sovet-ingenera.com/otoplenie/otop-oborudovanie/elektricheskoe-otoplenie-v-chastnom-dome.html
Источник https://elektrik.media/otoplenie/ekonomichnye-sposoby-otoplenya-doma.html
