Особенности и принцип работы электрокотлов разных типов

Типы современных электрических котлов: описание, схема устройства и работа

Вступление

Рынок систем отопления позволяет купить котлы отопления любого типа, от газовых и твердотопливных, до электрических и электродных. Можно долго спорить о том, какие котлы отопления более популярны, электрические или газовые. Однако эти споры будут бесполезны для домовладельца, у которого дом стоит в тысячи вёрст от газовой магистрали, а линия электропередач находится «под боком».

Приметные маркеры электрических котлов

Давайте разберем, чем примечательны все электрические котлы с потребительской точки зрения.

Прежде всего, это высокий КПД (коэффициент полезного действия). В этом параметре значения лежат вокруг значения 98%. Это много и означает, что лишь 0,02 части топлива расходуется не на отопление.

Во вторых, электрокотлы компактны. Не имея в своей конструкции сложных деталей и дополнительных элементов, корпуса электрических котлов получаются заметно меньше, а некоторые типы электрокотлов (электродные) вообще сверхкомпактны.

В третьих, работа котлов на электричестве практически бесшумна. Это немаловажный параметр, в том числе для выбора места установки электрокотла.

В-четвертых, технология нагрева теплоносителя в электрическом котле достаточно проста, как следствие процессом нагрева более просто управлять. Отсюда, наличие недорогой автоматики управления практически во всех электрокотлах, а также возможность отдельной сборки систем управления работой котла.

В-пятых, при работе электрического котла не образуются вредные вещества горения, для вывода которых, вдобавок, нужно строить систему дымохода, пронизывающую конструкции дома.

Однако, положительные качества электрических котлов, пытается перевесить один крупнейший недостаток или лучше сказать их особенность. Это необходимость дополнительных электрических мощностей для подключения электрического котла. Об этом я подробно писал в статье Электрическое отопление загородного дома, здесь кратко повторюсь.

• Любой бытовой прибор мощностью более 7 кВт требует разрешение на подключение;
• Обычно на дом выделяют стандартные 5 кВт, мощности, что явно не хватит для нормальной работы элеткрокотла, а значит нужно получать дополнительные мощности;
• Котлы от 6 кВт, а это всего лишь котел для 60 метрового дома, скорее всего, потребуют питания 380 Вольт, что также поставит некоторые административные барьеры в виде согласования, разрешений и выделения.

Эту проблемную сторону нужно учесть, узнать возможность и этапы решения, и лишь потом покупать электрический котел для обогрева дома.

К сожалению, недостатки электрических котлов на этом не заканчиваются. К получению дополнительных мощностей, добавляем:

• Высокую стоимость электроэнергии;
• Необходимость новой электропроводки в доме, а возможно и нового электрического ввода в дом.

Три типа современных электрических котлов

На сегодня можно выделить три основных типа потребительских электрокотлов:

Деление по типам, происходит от примененного в котле способа нагрева теплоносителя системы отопления (воды).

Тэновые электрические котлы

В котлах данного типа для нагрева теплоносителя используются трубчатые нагревательные элементы (ТЭНы). По сути, это электрические проводники с очень высоким сопротивлением. Электрический ток, протекая по элементу, вызывает его нагрев, который передается теплоносителю.

Сам нагревательный элемент окружен диэлектрическим материалом и помещен в металлическую трубку различной формы. Контакты для подключения выведены на концы трубки. Сама трубка (корпус тэна) электрически безопасна.

На бытовом уровне тэны хорошо знакомы по старым электрическим чайникам и переносным водонагревателям.

Недостатком данного типа котлов, является тот же недостаток, что и в чайнике — образование извести на поверхности ТЭНа и стенках котла. Происходит такое образование извести при использовании, так называемой жесткой воды. Поэтому в обслуживании котла, вносится элемент очисти известковых налётов, добавлением к теплоносителю различных добавок. Либо вода перед использованием искусственно доводится до показателя нормальной жесткости 7–10 мг-экв. на литр.

Основными способами смягчить воду является предварительное кипячение, дистилляция или использование специальных фильтров. Это тоже нужно предусмотреть перед покупкой электрического котла тэнового типа.

Еще одна проблема ТЭН котла может стать утечка теплоносителя. ТЭН, не погруженный в воду перегревается и как следствие сгорает, что в свою очередь приводит к пожару. Поэтому не нужно экономить на автоматике котла и обратить особое внимание на его автоматику.

Конструкция ТЭН котла отопления

Посмотрим на конструкцию ТЭН котла на примере котла Proterm «Скат», мощности 6, 9, 12,14,18, 21, 24,28 КВт. Это модель настенного электрического котла с эквитермическим регулированием.

Вода (теплоноситель) поступает из системы отопления (стрелка А), проходя через гидрогруппу (3), поступает бак котла. В нём она нагревается за счет трех установленных ТЭНов. Нагреваясь, вода поднимается вверх бака и поступает в обратную (подающую линию В) системы отопления.

Очень простая и понятная схема. Нет никаких сложных горелок, форсунок, теплообменников, всё просто как в самоваре. Эквитермическое регулирование температуры предполагает подключение к группе управления котлом наружного температурного датчика температуры.

Данный котел может работать с системой теплый полов при подключении аварийного термостата для регулировки температуры котловой воды. В гидрогруппу котла входит циркуляционный двухскоростной насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя.

Котел имеет массу защит:

• От замерзания теплоносителя;
• От замерзания бойлера косвенного нагрева;
• Защита насоса от заклинивания;
• Предохранительный клапан на 3 бара.

Подключение электрокотла делается отдельной группой электропроводки с отдельным автоматом защиты от электрощита. Сечение проводов и номинал автоматов защиты смотрим в таблице (фото).

Индукционные котлы

Наблюдаются интересные параллели между бытовой техникой на кухне и типами электрокотлов. Совсем недавно появились индукционные электрические плиты и почти одновременно появились индукционные котлы.

У обоих различных устройств одинаковый принцип работы,— для нагрева используется не электрический ток как таковой, а электромагнитная индукция, которая образуется в катушке при прохождении по ней тока.

Электромагнитная индукция, окружая другой проводник с ферромагнитными свойствами, вызывает его нагрев. В кухонной плите этим феромагнитным проводником является посуда, в котле отопления это трубопровод с циркулирующим теплоносителем.

Недостатки всё те же:

• Жесткая вода откладывает осадки;
• Требуется серьезная защита от утечки теплоносителя.

Конструкция индукционного котла отопления

Посмотрим конструкцию индукционного котла отопления на примере индукционного котла SAV.

Это односекционный индукционный котел, цилиндрического вида идущий в комплекте со шкафом управления. Рекомендовано дополнять систему: циркуляционным насосом, группой безопасности, расширительным баком, датчиком потока и сетчатым фильтром, а также терморегулятором и тепловым реле от перегрузок. Может комплектоваться программатором с управлением по GSM.

На фото видим, как просто устроен индукционный котел.

Для завершения первого знакомства смотрим схему его однофазного подключения, визуальную и принципиальную.

Индукционные котлы могут состоять из нескольких секций нагревателей. Пример, вихревой котел «Вихрь». Конструкция индукционного котла состоит из трех секций индукционного нагревателя, каждый из которых состоит из:

• индукционной катушки;
• теплообменного металлического корпуса;
• с входным и выходным патрубками;
• клеммная группа в защитной металлической коробке.

В комплект котла входит блок управления в виде электрического шкафа с автоматами защиты. Для защиты котла от сухого хода между циркуляционным насосом и входным патрубком котла, ставят реле потока.

Электродные отопительные котлы

Электродные отопительные котлы известны всем по нашумевшей рекламе котлов «Галан» с их миниатюрными размерами.

Это так, электродные отопительные котлы можно сравнить с проточными водонагревателями, только в них вода нагревается за счет, внимание, прохождения тока через теплоноситель. В данных устройствах сам теплоноситель греет сам себя. Достигается это за счет помещения в среду теплоносителя специальных электродов, возбуждающих колебание свободных электронов воды, как следствие вода нагревается.

Отличают электродные котлы:

• Цилиндрические формы;
• Малые размеры;
• Экономичность при установке НЕ чугунных радиаторов;
• Безопасность. Они не работают при отсутствии воды;
• Автоматическое включение/выключение по датчикам температуры.

Минусы таких котлов:

• Нельзя регулировать мощность, только вкл./выкл.;
• Образование накипи, как следствие снижение мощности;
• Вода требует подготовки;
• Нельзя использовать традиционные теплоносители тосол и антифриз;
• Не подходит для теплоносителя дистиллированная вода;
• Есть вероятность прямой утечки тока на корпус и трубы отопления;
• Электролиз, который возникает при процессах в электродном котле, приводит к образованию ядовитых газов и требует периодической замены теплоносителя.

Конструкция электродного отопительного котла

Конструкцию электродного отопительного котла посмотрим на примере минских котлов Beril.

А вот фото их подключения в систему отопления.

Выводы

Все типы современных электрических котлов имеют как достоинства, так и недостатки. Например, ТЭН котлы можно использовать с теплыми полами, а индукционные нет. Или ТЭН котел можно использовать без расширительного бака, а электродные и индукционные нет. Все эти нюансы невозможно уместить в одну статью. Поэтому серию электрокотлов я продолжу в следующих статьях, где подробно разберу каждый тип электрического котла в отдельности.

Двухконтурный электрокотел принцип работы, плюсы и минусы

Электродные котлы основные особенности

Электродные котлы имеют модификации для однофазной или трехфазной сети.

Перед тем как отдать свой выбор в пользу электродного котла, обязательно изучите его особенности и принципиальные отличия от оборудования других типов. Главным отличием в данном случае является то, как нагревается теплоноситель. Функции элементов, разогревающих агрегат, выполняют электроды, которые передают силу электрической энергии тепловому носителю, нагревающемуся от своего же сопротивления в момент, когда по ней проходит электрический ток. При помощи этого метода можно расщепить молекулы воды на ионы, которые затем направляются в сторону соответствующих электродов.

Нельзя оставить без внимания и тот факт, что перемещение ионов никак не провоцирует образование накипи на электродах, так как полярность данных элементов корректируется исходя из частоты, характерной для этой сети.

Среди главных преимуществ, на основании которых можно отдать выбор в пользу такого оборудования, можно отметить такие качества, как компактность, безопасность, небольшая стоимость и постепенный выход на основную мощность.

Среди недостатков, ограничивающих выбор подобного оборудования, нужно отметить обязательную водоподготовку. Помимо этого, здесь нельзя использовать незамерзающие жидкости как теплоноситель. Помимо этого, нужно поддерживать нормальную циркуляцию жидкости. В случае ее снижения вода в котле начнет попросту кипеть, а в случае увеличения агрегат может не запуститься.

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА

Основным параметром является требуемая мощность. Она прямо пропорционально зависит от площади сооружения, которое необходимо обогреть. Следует учитывать интенсивность теплопотерь здания, то есть качество теплоизоляции. Для примерной оценки, используют следующее правило: для обогрева 10м2 сооружения необходимо 1 кВт мощности котла.

При этом следует помнить, что при снижении напряжения в электросетях снижается и мощность нагревателя. Поэтому необходимо предусмотреть несколько больший запас производительности нагревательного оборудования, как правило, до 15%.

Если используется двухконтурный электрический котел, который применяется в системе ГВС (горячее водоснабжение), то нужно предусмотреть больший запас мощности, до 25%.

Вторым критерием выбора является вид питающего напряжения. Обычно электрический котел для квартиры имеет небольшую мощность, и питается от стандартной однофазной бытовой электросети в 220В. При прокладке отдельной линии подключения и возможно подключение более мощного оборудования — до 10 кВт.

Во всех остальных случаях устанавливаются трехфазные (380В) электрокотлы.

Следует отдавать предпочтение тем моделям, которые в базовой конструкции имеют следующие элементы: циркуляционный насос, расширительный бачок, группу безопасности, программатор, выносные температурные датчики.

Кроме стандартной группы безопасности системы отопления требуются дополнительные защитные устройства. Это механизмы отключения оборудования при выходе за пределы рабочего диапазона давления. Желательно иметь предохранители, срабатывающие при перегреве нагревательного блока, замерзании теплоносителя, критическом изменении параметров электроэнергии и т.п.

Водяные электрические котлы отопления являются менее экономичными, чем газовые. При их выборе нужно придерживаться двух основных правил:

• установка двухтарифного электрического счётчика;
• применение теплового аккумулятора.

Таким образом, нагрев за счет электричества будет производится в ночное время при дешевом тарифе, а днём будет использоваться энергия теплоаккумулятора.

2014-2019 г.г. Все права защищены.Материалы сайта имеют исключительно ознакомительный характер и не могут использоваться в качестве руководящих и нормативных документов.

Особенности и принцип работы электрокотлов разных типов

Электрический котел отопления для дома позволяет быстро нагревать воду и, благодаря этому, обеспечивать теплом любые помещения. Электрокотел отопления отличается высоким качеством, долговечностью и легкостью установки. Однако перед покупкой такого оборудования нужно знать ряд особенностей, в соответствии с которыми должен осуществляться выбор электрокотла, чтобы он был эффективным и экономным. Несмотря на достаточно высокую стоимость электроэнергии, при отсутствии подключения дома к газопроводу обогрев электрическим котлом является достаточно хорошим решением для отопления частного дома. Достаточно часто электрический котел выбирают для отопления дачного дома. Более того, электрические котлы покупают и городские жители, проживающие в многоквартирных домах, для отопления своих квартир. В данном случае электрокотел используется как дополнительный источник тепла в случае отключения центрального отопления.

Электрический котел может быть оснащен отдельным шкафом для автоматики.

Основные характеристики электрокотла

Перед тем как выбрать электрический котел, нужно изучить основные характеристики данного оборудования. В первую очередь необходимо сделать расчет мощности электрокотла для отопления дома, чтобы ее хватило на отопление во всех помещениях здания. Необходимая мощность оборудования рассчитывается по следующему принципу: считается, что на каждые 10 кв. м отапливаемой площади при высоте потолка в 2,5-3 м для поддержки комфортной температуры нужно не менее 1 кВт электроэнергии. Так что, исходя из площади вашего дома, можно рассчитать необходимую мощность электрического котла.

После подсчета мощности нужно определиться, хватит ли выделенной на дом мощности электрической энергии при эксплуатации выбранного вами оборудования, и обратить внимание на наличие заземления и состояние электропроводки. В случае соблюдения всех условий следующим важным этапом станет выбор комплектации оборудования

Современные поставщики стараются обеспечить своего покупателя полным комплектом оборудования. Электрический котел поставляется вместе с насосом для циркуляции теплоносителя, расширительным баком, программатором. Каждый агрегат комплектуется устройствами защиты и кабелем для его подключения.

Покупатель, который решает выбрать такое оборудование, в большинстве случаев получает в свое распоряжение готовый к установке и подключению электрический котел отопления.

Устройство и принцип действия электрического котла для обогрева дома

Применение электричества для отопления является распространенным способом обогрева дома. Этот метод экологически безопасен (не воздействует на окружающую среду) и удобен.

Единственными факторами, ограничивающие распространение такого отопления, являются:

1. Тарифы на электроэнергию и их рост в перспективе.
2. Расходы потребителя на подвод и подключение к жилью электрической мощности, необходимой для обеспечения комфорта.

Когда пользователь определяется с топливом для котла, он бывает ограничен в выборе. Рядом с его домом отсутствуют сети природного газа и централизованного теплоснабжения, а рынка древесных или сельскохозяйственных отходов нет.

Тогда электрический котел становится единственной альтернативой и основным источником тепла. В бивалентных отопительных системах он становится резервным в комбинации с котлами на газе, твердом/жидком топливе или тепловыми насосами.

Достоинства и недостатки электрических котлов

Разбираясь с положительными и отрицательными сторонами электрического котла отопления, нужно рассматривать их в зависимости от вида нагревательного элемента.

К плюсам индукционного нагрева относят:

1. Самая большая эффективность при нагреве (до 99,5 %) при небольших размерах агрегата.
2. Длительный срок службы (до 30 лет) и надежность устройств, единичная мощность которых до 60 кВт.
3. Теплоносителем может быть не только вода, но и незамерзающие жидкости или масло.
4. Безопасная эксплуатация и небольшие затраты на сервис.

Недостатков немного – высокая стоимость, сложности в обвязке трубами и подсоединении электропитания.
Преимуществами электрокотла с трубчатыми электронагревателями являются его относительно небольшая цена; он быстро нагревает воду, а обслуживание и подключение к отоплению максимально упрощены.

Минусов же гораздо больше:

1. Косвенный способ поднятия температуры жидкости уменьшает кпд до 97…98 %.
2. Нужна водоподготовка, т.к. в противном случае во время нагрева на корпусе нагревательного элемента появляется накипь, ухудшающая теплообмен и разносимая по разводке и радиаторам.
3. Не компактная конструкция.
4. Большая нагрузка на электросеть при эксплуатации и броски тока при включении.
5. Когда ТЭН работает, вольфрамовая проволока внутри него испаряется и выгорает, требуя замены всей детали.
6. Возможно разрушение корпуса нагревателя и появления опасности удара электричеством.
7. Агрегаты имеют упрощенную автоматику, требуя дополнительных вложений.

Достоинства электродного котла – он компактнее всех перечисленных выше агрегатов, при большей удельной мощности; отличается низким энергопотреблением, надежностью и простотой конструктивной схемы. Но его установка и подключения не простые.

Работает он только на максимуме мощности, поэтому управление ею идет в режиме «старт – стоп». Электроды подвержены эрозии, покрываются накипью и поэтому периодически заменяются. В качестве теплоносителя используется определенный состав воды. А изменение количества солей в ней влияет на теплоотдачу.

Устройство электрокотла

В самом общем случае устройство электрокотла выглядит так. Имеется стальная емкость с патрубками для подключения подающего и обратного трубопровода системы обогрева. В нее встроены разные по конструкции устройства для нагрева котловой воды – индукционные катушки, электроды или ТЭНы.

Они определяют стоимость котельного агрегата (в порядке убывания). В ряде случаев предусмотрены теплоизоляция частей оборудования, соприкасающихся с нагретой водой, встроенный циркуляционный насос для нее и другое. Обязательно есть элементы автоматики (отводчики воздуха, термисторы, манометры и т.д.), защит (от перегрева, утечки тока) и управления тепловой мощностью.

Принцип действия

Принцип работы электрического котла разных типов имеет главное сходство – он повышает температуру воды или другой жидкости. Различия в видах оборудования заключаются лишь в способе преобразования электроэнергии в теплоту.

Котел с ТЭНом

Для котельного оборудования с ТЭНами электрический ток проходит через проволоку с высоким сопротивлением (вольфрам), заставляя ее разогреваться.

Полученное тепло через засыпку из кварцевого песка и корпус нагревателя переходит к воде, движущейся внутри бака котла, далее попадая к радиаторам систем отопления либо к змеевику «теплого» пола.

Электродный котел

У электродных котлов все происходит немного иначе. К его цилиндрическому корпусу из стали подключают «нулевой» провод, внутрь по оси устанавливают металлический электрод с подсоединенной «фазой».

Внутри с помощью насоса заставляют двигаться недистиллированную воду из отопления, которая является проводником с определенным электрическим сопротивлением. Т.о. при пропускании через эту жидкость электричества она будет нагреваться. Степень роста температуры зависит лишь продолжительности воздействия электротока и его силы.

Индукционный

В индукционном котле нагрев воды идет из-за явления электромагнитной индукции. По катушке, обмотанной проводом, пропускают электричество. При этом одновременно внутрь нее помещается сердечник из металла. Вокруг катушки возникают т.н. вихревые токи, греющие массив сердечника, омываемый, в свою очередь, водой. Таким образом теплоту воспринимает теплоноситель.

Типы электрокотлов

Электрические котлы можно условно классифицировать следующим образом:

• по установке – настенные или напольные;
• назначение – только для обогрева (одноконтурные) либо для отопления совместно с горячим водоснабжением (двухконтурные);
• по питающему напряжению и тепловой мощности соответственно – одно- (до 6 кВт) и трехфазные (более 6 кВт).

В зависимости от области применения электрокотлы бывают бытовыми и промышленными.

Расчет мощности электрокотла для отопления дома

При выборе электрического котла нужно определить его мощность. Для этого вычисляют теплопотери через ограждения – наружные стены, потолки, полы и окна, зная их площади. Сначала определяют температуры внутри (в зависимости от их функций) и снаружи помещений), а затем рассчитывают суммарные утечки теплоты. Добавив 20 % запаса, получают требуемую тепловую мощность агрегата.

Виды и выбор электрического котла отопления

Чаще всего электрические котлы отопления используются, как основной источник тепловой энергии, если жилище не подключено к газу, а использовать для обогрева его помещений печь или твердотопливный котел нет желания или возможности. Кроме того, электрокотлы могут применяться как удобное резервное или дополнительное отопление. Какие же существуют виды электрических котлов, чем отличаются и как выбрать оптимальный вариант?

Существующие виды электрокотлов

В настоящее время существует множество разных моделей электрокотлов, которые отличаются:

• формой,
• размерами,
• конструкцией,
• мощностью,
• производителем и ценой.

Но так как электрические котлы предназначены для использования в системах водяного отопления, кроме вышеуказанных различий, все их можно разделить на три основные группы по способу нагрева теплоносителя:

• ТЭНовые, использующие трубчатые электронагревательные элементы;
• Электродные или как их еще иногда называют — ионные, электролизные, использующие способность теплоносителя с определенными характеристиками нагреваться при прохождении через него переменного напряжения;
• Индукционные, использующие свойства ферромагнетиков нагреваться с помощью индукционного тока.

Все они имеют свои особенности, положительные стороны и недостатки, а также разновидности, в зависимости от конструкции, мощности, используемого напряжения и производителя, которые мы рассмотрим более подробно ниже.

ТЭНовые электрические котлы

Такие электрокотлы, как правило, представляют собой агрегат с теплообменной камерой, в которой устанавливается один или несколько трубчатых электрических нагревателей (ТЭНов), а также блок автоматики, которая регулирует процесс нагрева теплоносителя и управляет им. Многие конструкции ТЭНовых электрических котлов комплектуются и циркуляционным насосом, автоматическим воздушным клапаном и встроенной расширительной емкостью.

Электрокотлы такого вида могут быть, как однофазными (рассчитанными на 220 В) , так и трехфазными (380 В). Первые, как правило, имеют относительно небольшую мощность (от 1 до 6-7 кВт) и редко используются, как основное отопление. Разве что, для небольшого дома. Кроме того, при использовании таких устройств мощностью более 3 кВт увеличивается нагрузка на электрическую сеть дома и она, а также ввод в дом, должны быть на это рассчитаны.

Трехфазные ТЭНовые электрокотлы, которые используются для отопления дома, могут быть мощностью от 6 до 30 кВт. Если электрическое отопление выбрано, как основное, то следует устанавливать именно такой их вид. Но для этого в доме должен быть сделан трехфазный ввод и выполнены все необходимые для этого требования: разрешение, проектная техническая документация, замеры сопротивления заземляющего контура.

Чтобы такое отопление было более экономным обязательно необходимо установить тарификационный электрический счетчик и включать котел при наиболее выгодном тарифе на электроэнергию.

ТЭНовые электрические котлы могут быть настенного и напольного исполнения с верхним или нижним подсоединением к сети водяного отопления.

Преимуществом такого вида электрических котлов является:

• относительно небольшая стоимость;
• простота монтажа;
• возможность применять в качестве теплоносителя, как воду, так и незамерзающую жидкость;
• легко осуществляется ступенчатое регулирование мощности.

Главные недостатки ТЭНовых котлов:

• При использовании в качестве теплоносителя жесткой воды на ТЭНах обрзуется накипь, которая с временем снижает эффективность их работы (слой 0,5-1мм накипи снижает КПД на 10-15%);
• ТЭНы иногда перегорают и пригодится их менять, а для этого необходимо демонтировать электрокотел и сдавать его в ремонт или делать это своими руками, если есть соответствующие навыки.

Электродные электрокотлы

Такие котлы более компактны по сравнению с ТЭНовыми и очень просты по конструкции. Принцип их работы также отличается. Он основан на нагревании потока жидкости переменным током, пропускаемым между двумя электродами. Теплоноситель в этом случае играет роль электролита. Поэтому, такие котлы часто еще называют ионными или электролизными.

Еще одной отличительной особенностью этаких электрических котлов является то, что сам теплоноситель в системе должен иметь строго определенные характеристики: иметь определенное сопротивление, а значит и содержание ионов солей, а также быть максимально чистым и за этим постоянно необходимо следить. Иногда вместо воды, в таких системах используют специально предназначенные для этого жидкости с оптимальными характеристиками.
Также как и ТЭНовые, электродные котлы могут быть однофазными – на 220 В и трехфазными, мощностью от 1 до 16 кВт

Преимуществами таких электрических котлов можно считать следующие их особенности:

• простота конструкция и относительно небольшая стоимость и высокий КПД (до 98%);
• нагревание теплоносителя происходит напрямую, без ТЭНов;
• компактность;
• в случае утечки и отсутствия теплоносителя в системе водяного отопления это не происходит выход включенного электродного котла из строя;
• хотя накипь на электродах и приводит к снижению мощности, но не к разрушению;
• меньшая инертность, позволяющая быстрее нагревать систему водяного отопления и эффективнее использовать автоматическое регулирование;
• меньшая чувствительность к перепадам напряжения в электросети — хоть падение напряжения и влияет на изменение его мощности, но работать он продолжает.

Кроме преимуществ можно выделить и следующие недостатки:

• более высокая вероятность поражения электрическим током (по сравнению с ТЭНовыми);
• необходимо очень надёжное заземление, потому при использовании такого котла невозможно применять устройства защитного отключения (УЗО), так как из-за специфики его работы возникают большие токи утечки;
• необходим теплоноситель с определенным сопротивлением, чтобы обеспечивать необходимую его электропроводность – требуется его постоянный контроль;
• невозможно применять в качестве теплоносителя обычные незамерзающие жидкости, а стоимость специальных довольно высокая;
• с временем под действием переменного напряжения снижается электролиз и изменяются характеристики теплоносителя, а также происходит растворение (износ) самих электродов;
• при электролизе выделяется некоторое количество газа, который в зависимости от применяемой в качестве теплоносителя жидкости может быть даже ядовитым, поэтому необходимо позаботиться о вентиляции места установки котла;
• мощность такого электрического котла зависит от температуры жидкости в системе водяного отопления – при ее повышении увеличивается ее электропроводность, а значит и потребляемая мощность;
• затруднено осуществление ступенчатого или плавного регулирования его мощности;
• не возможно его использовать для горячего одноконтурного водоснабжения;
• требуется постоянный контроль за потребляемым током.

Электрические индукционные котлы

Индукционный электрокотел с пультом управления

Это наиболее новый вид котлов, использующих в качестве источника тепла электроэнергию. Поэтому сейчас их еще часто путают с электродными. Но принцип работы такого электрокотла совершенно отличается от устройства предыдущего вида и основывается на способности индукционного тока нагревать сердечник из ферромагнетика, помещенного в жидкость-теплоноситель. Примером такого ферромагнетика может быть обыкновенная сталь.

По сути электрический индукционный котел похож на трасформатор, первичную обмотку которого представляет собой индуктор, на который и подается напряжение, а вторичную – металлический сердечник из ферромагнетика внутри или снаружи которого циркулирует теплоноситель. При этом, возникающий индукционный ток нагревает сердечник, а тот в свою очередь – теплоноситель. Чаще всего сердечник изготавливают в виде лабиринта, для увеличения площади контакта его с жидкостью.

Теплоноситель в таком электрокотле нагревается достаточно быстро, а вид и качество его может быть практически любым. Это выгодно отличает такие котлы от других видов. Кроме того, в процессе его работы внутри него возникают определенные микровибрации, что предотвращает возможность образования накипи, поэтому она практически не образуется. Это способствует тому, что индукционный электрокотел может работать длительное время не снижая своей эффективности, а его КПД остается таким же. Еще одним преимуществом таких нагревательных устройств является то, что в них по истечении времени нет надобности в замене нагревательного элемента. Котлы такого типа могут двух видов SAV и ВИН (вихревые), отличающихся конструкцией и некоторыми характеристиками. Срок работы индукционных электрокотлов намного больше чем у ТЭНовых или электродных и составляет 30 лет и даже больше.

Их недостатками можно считать следующие особенности:

• они дороже ТЭНовых и электродных;
• могут работать только в системах водяного отопления с избыточным давлением закрытого типа с принудительной циркуляцией теплоносителя;
• имеют довольно большой вес (30-40 кг) по сравнению с другими видами;
• недостаточно опробованы на практике, так как появились на рынке не так давно.

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.

Видео по теме

Обеспечение постоянного обогрева дома: обзор всех видов электрокотлов, устройство и принцип работы

Обогрев загородного дома при помощи электрического нагревательного котла уступает традиционным газовым и твердотопливным в экономичности, но является простым и эффективным способом обогрева.

Электрокотёл — бак с нагревательным элементом внутри, а циркуляция теплоносителя по трубам осуществляется с помощью насоса или посредством тепловой конвекции.

По конструкции они могут быть ТЭНовыми, электродными, индукционными. Такой котёл, работающий от однофазного или трехфазного тока, управляется специальным контроллером, который помогает поддерживать оптимальную температуру или включать обогрев по таймеру. Подключение электрокотла к сети отопления легко сделать своими силами.

Как работают индукционные электрокотлы?

Принцип действия устройства основан на явлении электромагнитной индукции. Магнитное поле, образуемое катушкой, вызывает вихревой ток в металлическом сердечнике, что приводит к его нагреву.

В составе такого электрокотла присутствует:

• катушка;
• теплообменник вокруг сердечника;
• патрубки входа и выхода теплоносителя;
• блок управления;
• тиристорные пускатели, регулирующие мощность;
• защитный кожух с теплоизоляционным слоем.

Теплоноситель поступает через клапан в змеевик, который расположен вплотную к сердечнику, где и происходит нагрев жидкости. КПД при этом достигает 99%, а максимальная мощность отдельных устройств превышает 50 кВт.

Плюсы индукционного нагрева

Недостатки

• Высокая цена;
• сложность подключения электрики и трубной обвязки.

Справка! Производители котлов рекомендуют применять специальную обессоленную воду или антифризы с добавками, которые предотвращают появления накипи.

ТЭНовые устройства

ТЭН расшифровывается как тепловой электрический нагреватель. Любой ТЭН — трубка в форме буквы U из нержавеющей стали или меди, внутри которой проложена спираль из нихрома или вольфрама, а теплоизолятором служит керамика или кварцевый песок. Одноконтактные ТЭНы обладают прямой трубкой, а роль второго контакта выполняет сам корпус.

Фото 1. ТЭНовый напольный электрокотел, окрашен в синий цвет, выполнен из нержавеющей стали.

Электрический ток, проходя через вольфрамовую нить, нагревает её до очень высокой температуры. Это тепло поглощает кварцевый песок и отдаёт его теплоносителю. Принцип действия аналогичен электрическому чайнику.

Важно! Поверхность ТЭНов нагревается до очень высокой температуры, поэтому они обязательно должны быть покрыты водой для охлаждения.

Нагревательные элементы размещают внутри котла с жидкостью. Количество ТЭНов определяет мощность котельной установки.

Нагрев воды происходит интенсивно, поэтому циркуляционные насосы используют в больших отопительных контурах.

Для компактной системы хватает конвекционного теплообмена.

За регулировку температуры отвечает термостат, датчик температуры и давления, блок управления электрокотлом. От завоздушивания системы теплоснабжения предохраняет расширительный бак.

Преимущества

• Очень простое подключение и обслуживание;
• низкая стоимость электрокотлов и ТЭНов (от 500 рублей за штуку);
• быстрый нагрев жидкости.

Недостатки

Недостатков у стержневых нагревательных элементов значительно больше:

• низкий КПД из-за неэффективного способа преобразования энергии;
• образование накипи на ТЭНах и попадание её в отопительный контур;
• минимум автоматики в дешёвых моделях требует ручного управления;
• вольфрамовая нить со временем перегорает, что приводит к замене нагревательного элемента;
• есть вероятность повреждения оболочки ТЭНа и поражения электрическим током;
• высокие пусковые токи и нагрузка на электрические сети во время работы;
• большие габариты электрокотла.

Мощность отдельных нагревательных элементов не превышает 5–6 кВт. Этого достаточно для отопления дачного дома или использования в качестве аварийной системы обогрева.

Накипь существенно снижает эффективность нагрева, поэтому борьбе с ней и умягчению воды необходимо уделить пристальное внимание.

Способы снижения жёсткости воды для использования в системах отопления:

• Химический метод с добавлением сульфата натрия или кальцинированной соды. Раствору дают отстояться и сливают чистую воду с осадка. После фильтрования и кипячения жидкость готова к использованию.
• Сбор дождевой воды с последующей фильтрацией.
• Использование талой жидкости.
• Купить дистиллированную воду в магазине.

Электродные электрокотлы

Принцип действия основан на эффекте проводимости воды за счёт растворенных в ней солей металлов. На этом принципе работает простейший кипятильник из двух лезвий и все электродные нагревательные устройства.

Внимание! Заливать можно только обычную водопроводную воду, дистиллят или обессоленная жидкость нагреваться не будет.

Устройство электродного котла состоит из металлического корпуса покрытого защитным слоем, электрода, отводящих и подводящих патрубков. Фазный провод подключают к электроду, а нулевой — к корпусу. Контакт между катодом и анодом возможен только через теплоноситель.

Фото 2. Электродный электрокотел с металлическим корпусом и защитным слоем, отводящими и подводящими патрубками.

Электрический ток приводит в движение содержащиеся в жидкости ионы. Это хаотичное движение и нагревает воду. Высокая интенсивность нагрева позволяет применять компактные устройства с небольшим баком.

Если электродный котёл не развивает необходимой мощности, то причина кроется в слабой солёности воды. Исправить жидкость можно добавлением поваренной соли.

Плюсы

• Высокая тепловая мощность;
• самые компактные среди других видов электрокотлов;
• простая и надёжная конструкция;
• небольшой расход электроэнергии.

Отрицательные особенности

Особенности электрических котлов

Выбор электрических водогрейных устройств огромен среди импортных и российских марок. Причины популярности электрокотлов:

• простота установки и управления температурным режимом;
• низкая стоимость в сравнении с другими типами котлов;
• нет зависимости от газа и твёрдого топлива;
• компактность и возможность настенного размещения;
• вытяжка в помещении с котлом не требуется;
• отсутствие открытого пламени;
• бесшумность работы;
• может встраиваться в систему отопления с основным газовым котлом в качестве резервного;
• не требуется склад для топлива, отсутствует сажа, пепел и другие продукты сгорания;
• программируется включение на ночное или льготное время;
• отсутствие выбросов в атмосферу допускает использование в природоохранных зонах.

Фото 3. Электрический настенный котел, работает бесшумно, подходит для помещений с небольшой площадью.

Недостатки электрообогревательных устройств исходят из высокой стоимости электроэнергии и низком КПД при высокой мощности. Поэтому отопление дома площадью от 100 м 2 . экономически нецелесообразно. Лучше всего электрокотлы показывают себя в южных районах страны при грамотном сочетании энергосберегающих свойств дома и использования альтернативных источников энергии.

Важно! Частые и продолжительные отключения электричества могут стать причиной разморозки всей теплосистемы зимой, если не предусмотреть запасной источник электроэнергии.

Стоит ли устанавливать?

Прежде чем монтировать электрокотел, нужно рассчитать теплопотери дома при максимальной разнице температур.

Если установка электрического котла нецелесообразна, то его применяют в качестве вспомогательного отопительного прибора.

Оптимизировать работу помогает установка:

• датчика температуры, защищающего систему от перегрева;
• реле нагрузки, которое не даёт работать котлу при большой нагрузке на электросети;
• реле времени (включает прибор в самые выгодные часы, например, ночью).

Полезное видео

Из видео можно узнать, как правильно подключить электрический котел и не ошибиться с фазами.

Заключение

Для любого электрокотла проводят заземление, а проводку используют согласно требованиям ГОСТа для мощных нагревательных устройств. Правильная установка и подключение — залог успешной и безопасной эксплуатации.

Особенности и принцип работы электрокотлов разных типов

Электрический котел отопления для дома позволяет быстро нагревать воду и, благодаря этому, обеспечивать теплом любые помещения. Электрокотел отопления отличается высоким качеством, долговечностью и легкостью установки. Однако перед покупкой такого оборудования нужно знать ряд особенностей, в соответствии с которыми должен осуществляться выбор электрокотла, чтобы он был эффективным и экономным. Несмотря на достаточно высокую стоимость электроэнергии, при отсутствии подключения дома к газопроводу обогрев электрическим котлом является достаточно хорошим решением для отопления частного дома. Достаточно часто электрический котел выбирают для отопления дачного дома. Более того, электрические котлы покупают и городские жители, проживающие в многоквартирных домах, для отопления своих квартир. В данном случае электрокотел используется как дополнительный источник тепла в случае отключения центрального отопления.

Электрический котел может быть оснащен отдельным шкафом для автоматики.

Особенности и принцип работы электрокотла для отопления дома

При меньшем энергопотреблении, электродный котел нагревается быстрее.

Чтобы правильно сделать выбор электрического котла и понять, на самом ли деле отопление при помощи электроэнергии выгоднее применения других приборов для отопления, нужно проанализировать существующий показатель КПД такого оборудования. Именно с помощью этого критерия можно понять, насколько электроэнергия способна трансформироваться в тепловую энергию и как данный процесс происходит.

Все производители, предлагающие электрические котлы для отопления дома, а также магазины, продающие их, в большинстве случаев указывают на высокий КПД своего оборудования. Следует отметить, что практически все электрические котлы для отопления дома имеют примерно одинаковый КПД, который составляет 95-98%. Поэтому не нужно верить утверждениям о том, что какой-либо компании-производителю удалось создать самый экономичный электрический котел для отопления дома, использовав современные технологии и уникальные разработки. Это просто маркетинговый ход, с помощью которого производители пытаются заставить вас выбрать именно их продукцию.

Пока что ни у кого не получилось обмануть закон сохранения энергии. Электроэнергия, с помощью которой работают электрические котлы отопления для дома, превращается в тепловую. Важным преимуществом электрокотла отопления для дома является то, что для него не нужно устраивать котельную (отдельное помещение, как для газовых и твердотопливных котлов отопления).

Все электрокотлы для отопления дома можно разделить на 3 основных типа, исходя из метода нагрева теплоносителя: индукционные, электродные и ТЭНовые электрические котлы.

Все они имеют ряд характеристик, благодаря которым их можно легко отличить друг от друга и выбрать подходящий электрокотел для отопления именно вашего дома. К примеру, существуют настенные и напольные агрегаты, однофазные и трехфазные, одноконтурное и двухконтурное оборудование.

Электрические котлы достаточно часто используются для создания систем горячего водоснабжения.

Особенности ТЭНового электрокотла

ТЭНовый котел содержит всю пускорегулирующую аппаратуру и не занимает много места.

Данный электрокотел для отопления дома работает по принципу электрочайника. Разогрев воды осуществляется с помощью ТЭНов. Этот нагревательный элемент имеет свою отличительную особенность: нагревание теплоносителя осуществляется при помощи проточного режима. С его же помощью обеспечивается нормальная циркуляция воды в системе отопления дома.

Многие специалисты будут советовать вам выбрать именно такой электрокотел, так как он обладает множеством преимуществ. Прежде всего выбрать такое оборудование стоит из-за его великолепного дизайна, благодаря которому агрегат можно повесить на стену и он не будет занимать много места. ТЭНовый электрокотел достаточно просто монтировать, он имеет в своем арсенале пусковую и терморегулирующую арматуру, которая дает возможность поддерживать нужную вам температуру воды в желаемом режиме.

В зависимости от конструкции, на этом оборудовании используются сразу 2 типа датчиков. Один из них позволяет поддерживать в помещении изначально заданный температурный режим, на основании того, до какой температуры нагрет системный теплоноситель. А при помощи другого датчика вы сможете сами выбрать и установить желаемую температуру воздуха в комнате.

Если вы ищете недорогое, качественное и универсальное оборудование, отдайте свой выбор в пользу ТЭНового электрокотла. Вы сможете отключать и включать определенные ТЭНы, регулируя тем самым употребляемую мощность.

Конечно же, у такой системы есть и определенные недостатки. Самый главный — появление накипи на нагревательных элементах, что приводит к постепенному уменьшению тепловой отдачи и увеличению употребления электроэнергии.

Электродные котлы: основные особенности

Электродные котлы имеют модификации для однофазной или трехфазной сети.

Перед тем как отдать свой выбор в пользу электродного котла, обязательно изучите его особенности и принципиальные отличия от оборудования других типов. Главным отличием в данном случае является то, как нагревается теплоноситель. Функции элементов, разогревающих агрегат, выполняют электроды, которые передают силу электрической энергии тепловому носителю, нагревающемуся от своего же сопротивления в момент, когда по ней проходит электрический ток. При помощи этого метода можно расщепить молекулы воды на ионы, которые затем направляются в сторону соответствующих электродов.

Нельзя оставить без внимания и тот факт, что перемещение ионов никак не провоцирует образование накипи на электродах, так как полярность данных элементов корректируется исходя из частоты, характерной для этой сети.

Среди главных преимуществ, на основании которых можно отдать выбор в пользу такого оборудования, можно отметить такие качества, как компактность, безопасность, небольшая стоимость и постепенный выход на основную мощность.

Среди недостатков, ограничивающих выбор подобного оборудования, нужно отметить обязательную водоподготовку. Помимо этого, здесь нельзя использовать незамерзающие жидкости как теплоноситель. Помимо этого, нужно поддерживать нормальную циркуляцию жидкости. В случае ее снижения вода в котле начнет попросту кипеть, а в случае увеличения агрегат может не запуститься.

Особенности и принцип работы индукционных электрокотлов

Отсутствие нагревательного элемента только повышает КПД котла.

Эта разновидность электрокотлов для отопления дома использует для работы такой метод, как электромагнитная индукция. Внешне такие котлы похожи на трансформатор, помещенный в предварительно подготовленный металлический корпус. Катушка установлена в специальном герметичном помещении, благодаря которому исключается возможное взаимодействие с теплоносителем, циркулирующем в корпусе этого отопительного оборудования.

Вторичная обмотка осуществляется при помощи сердечника, который самостоятельно нагревается и в то же время нагревает теплоноситель, циркулирующий в этой системе. Несмотря на тот факт, что в индукционном котле отопления нет нагревательного элемента, КПД оборудования от этого только возрастает. Самыми лучшими подтверждениями эффективности работы данных агрегатов являются положительные отзывы покупателей, которые рекомендуют отдавать выбор в пользу именно этого оборудования.

Производители данных котлов предлагают вниманию своих покупателей индукционное оборудование, функционирующее благодаря промышленной частоте электротока и высокочастотному току, создающемуся при помощи специальных преобразователей. Именно по этой причине в данном случае становится невозможным значительно уменьшить размеры данного отопительного оборудования.

Внешний вид индукционного котла.

Индукционные котлы обладают рядом преимуществ, благодаря которым покупатели часто отдают выбор именно в их пользу. Так, данные агрегаты не нуждаются в установке нагревательных элементов, следовательно, исключаются связанные с ними поломки. У таких отопительных приборов нет разъемных соединений, что исключает появление протечек. Накипь, даже если и появляется, то в незначительных количествах. Такое оборудование может работать с использованием незамерзающей жидкости. Стоит отметить и тот факт, что данный агрегат полностью безопасен в таких вопросах, как электробезопасность. Среди недостатков подобного оборудования следует отметить крупные габариты и достаточно высокую стоимость.

Основные характеристики электрокотла