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.

На что обратить внимание при выборе электрокотла: устройство прибора и ТОП-5 моделей с описанием технических характеристик

11.10.2019 313 Просмотров

Строительство частных домов набирает популярность среди граждан.

Каждый владелец своего дома задумывается о приобретении котла для отопления.

На техническом рынке представлено множество моделей, но выбор зависит от нескольких факторов.

Чтобы грамотно подобрать электрокотел, стоит знать особенности устройств, их плюсы и минусы.

Конструкция и устройство

Все газовые котлы для отопления имеют схожую конструкцию и принцип использования. Котлы имеют различия по типу нагрева, управления, но имеют ряд объединяющих свойств.

Основные элементы конструкции:

• тепловой носитель с встроенными ТЭНами;
• пульт управления;
• ограничитель температуры.

В моделях иногда встречается циркуляционный насос с баком, фильтрами и предохранительным клапаном.

Свойства электрокотлов:

• обычная розетка может выдержать только обогреватели, которые имеют мощность не более 3.5 кВт;
• однофазное подключение встроено в котлы мощностью до 12 кВт. Но рекомендуется подключение к 380 вольтам устройств мощностью до 7 кВт;
• КПД в котлам примерно одинаковый равный 100 процентам. Потраченная энергия превращается в тепло;
• электрические котлы подразумевают большие траты энергии, клиентам нужно быть готовыми к высоким тратам.

Как правильно выбрать?

Чтобы выбрать электрокотел клиенту следует обращать внимание на характеристики приборов, их также стоит учитывать перед приобретением.

Число контуров

Одноконтурные котлы осуществляют нагрев теплоносителя в системе отопления. Для обеспечения горячей водой стоит выбрать дополнительно водонагреватель или двухконтурный котёл.

В их конструкцию включены два работающих контура, один для отопления, другой для обеспечения горячей водой. Но данные котлы потребляют очень много электроэнергии, увеличивая стоимость воды и отопления.

Мощность

Основной параметр, на который нужно обратить внимание — это мощность электрокотла. Стоит учитывать площадь и интенсивность теплопотерь здания. При снижении напряжения питания снижается и мощность.

Если использовать двухконтурный электрический котёл для горячего водоснабжения, то предусматривается запас мощности до 25%.

Напряжение питания

Следующим пунктом является вид питающего напряжения. Чаще всего котлы имеют небольшую мощность, а питание происходит от однофазной сети в 220В.

Если требуется подключить более мощное оборудования до 10кВт, то следует прокладывать отдельную линии подключения.

Комплектация

Базовая комплектация агрегата составляет следующие элементы: циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности, температурные датчики и программатор.

Безопасность

Дополнительные защитные устройства прибора помогут сохранить электроэнергию и предохранить владельца от поломок. Предохранитель находятся за пределами прибора.

Монтаж

При монтаже стоит учитывать место, где устанавливается агрегат. Это может быть настенная установка или напольная.

Для отопления частного дома больше подойдёт настенная установка. Но при больших размерах устройства у клиента может быть только наполный вариант. В таком случае, стоит убрать агрегат в кладовку или специальную котельную в доме.

Для среднестатической квартиры лучше выбирать настенную конструкцию приборов.

Отапливаемая площадь (расчет)

Стоит взять в пример рассчет для комнаты на 18 кв.м, формула будет выглядеть следующим образом:

18 кв.м х 100 Вт = 1800 Вт

Получается, в час обогрева восемнадцати квадратных метров потребуется 1,8 кВт мощности. Результат делится на тепло, которое выделяется в определенную часть отопительного радиатора.

Если брать в расчёт данные паспорта 170 Вт, то следует:

1800 Вт/170 Вт = 10,59

Полученное число округляется до целого в большую сторону — 11. Из-за чего следует, что для площади в 18 кв.м рекомендовано приобретение агрегата с 11 секциями.

Для обогрева площади 160м2, мощность котла должна быть 16 кВт.

Стоит провести расчёт для площади квартиры 65м2 с трехметровыми потолками:

• Определить мощность по площади — 65м2/10м2 = 6,5 кВт;
• Вносится поправка на регион — 6,5кВт*1,2 = 7,8кВт;
• Следует добавить 25%, учитывая нагрев воды 7,8кВт*1,25 = 9,75кВт;
• 10% добавляется для учета холодной температуры: 7,95кВт*1,1 = 10, 725кВт.

Результат округляется до мощности в 11 кВт.

Управление

При выборе управления стоит учитывать удобство конструкции и простоту использования. В основном, котлы имеют электронные панели с несколькими клавишами и поворотный переключатель. Но есть и полностью механическое.

Здесь все зависит от личных предпочтений покупатели, которые желательно озвучить перед приобретением.

Дополнительные функции

Обращая внимание на дополнительные функции, учитывают встроенные элементы управления, которые дополняют функционал.

Все дополнительные опции также требуется уточнить у менеджера в специализированном магазине.

• Защиту от холодных температур;
• Устанавливаются предохранители от слишком высокой температуры;
• Термометр для определения температуры;
• Индикация при активации прибора;
• Блокирование насов также имеет защиту;

Виды по типу подогрева

ТЭНовые котлы

Такие приборы имеют несколько нагревателей в виде труб и пластин, расположенных в баке с водой. Предназначенные для нагрева воды. Имеют довольно громоздкую конструкцию и занимают половину ванной комнаты. Мощность котла регулируется при помощи панели управления. При внимательном выборе прибора, стоит учитывать размеры, которые возможно установить.

Достоинства:

• Подходят для частных домов;
• Обладают простой конструкцией и управлением;
• Приятная цена на приборы;
• Разрешается эксплуатация с использованием различных теплоносителей.

Недостатки:

• Внушительный размер агрегата;
• При использовании воды возможно образование накипи;

Электродные котлы

В данных котлах внедрена иной способ нагрева — встроенные электроды, создают разность потенциалов. Тип носителя является электролитом, благодаря растворенным солям в воде. Сопротивление воды и проводник обеспечивают нагрев.

Достоинства:

• Компактность;
• Простота конструкции обеспечивает невысокую цену.

Недостатки:

• В качестве теплоносителей можно использовать только воду с определённым сопротивлением;
• При длительном использовании требуется замена электродов.

Индукционные котлы

Имеют более сложную конструкцию для частных домов. Внутри трубы расположен сердечник, вокруг которого навита катушка. При подключении к сети в катушке появляется ток, и происходит нагрев, благодаря электромагнитной индукции.

В результате чего повышается температура сердечника.

Достоинства:

• Агрегат не боится износа и служит довольно долгое время;
• Не опасна накипь или перегрев;
• Вид теплоносителя не имеет значения, главное, чтоб он был жидким.

Недостатки:

• Сложная конструкция;
• Очень высокая стоимость.

На какие параметры обратить внимание?

При покупке следует знать площадь комнаты, в которую приобретается электрокотел. Тогда клиент будет нагляднее представлять, каких размеров ему необходим агрегат.

Самые компактные электродные, но и с ТЭНами можно найти небольшие модели.

Использование котла в качестве основного источника обогрева — непозволительная роскошь, учитывая большую стоимость за электроэнергию. Для нагрева воды лучше иметь дополнительный бойлер или накопительного водонагревателя. Учитывая все особенности приборов, стоит проконсультироваться со специалистом и объяснить ему, в какое помещение будет устанавливаться нагреватель.

Тогда вероятность приобретения нужного агрегата повышается. Модели имеют разнообразные опции, от которых зависит стоимость приборов.

С учетом всех особенностей и опций каждой модели электрические котлы становятся незаменимой покупкой для владельцев частного дома.

В основном, приобретаются приборы с ТЭН нагревателями, поскольку в этой линейке легче всего найти подходящую модель. Но другие варианты могут подойти больше для коммерческого помещения, завода или предприятия.

ТОП-5 лучших электрических котлов

Vaillant eloBLOCK VE 12 12 кВт

Электрический котел, выполненный в белом цвете. Включающий трехфазное напряжение сети, дополнительные функции в виде защиты от перегрева и замерзания.

Возможно подключение внешнего управления. Устанавливается настенно.

Характеристики:

• тип котла — ТЭН;
• контуры — одноконтурный;
• мощность — 6-12 кВт;
• КПД — 99%;
• управление — электронное;
• установка — настенная;
• количество ступеней мощности — две;
• напряжение сети — трехфазное;
• циркуляционный насос — есть;
• расширительный бак — есть, на 10 литров;
• температура теплоносителя — 25-85 градусов;
• защита от перегрева — есть;
• автодиагностика — есть;
• защита от замерзания — есть;
• индикатор включения — есть;
• цвет — белый;
• вес — 33.1 кг;
• габариты — 410*740*310 мм;
• цена — 40300 рублей.

Достоинства:

• простое управление;
• встроены расширительный бак и насос;
• множество дополнительных функций;
• равномерный обогрев помещения;

Недостатки:

ЭВАН Next 12 12 кВт

Одноконтурный электрокотел с ТЭНами с настенной установкой. Встроено механическое управление. Равномерно отапливает помещение площадь в 120 м2.

Благодаря невысокой стоимости является доступным прибором. Имеет трехфазный тип напряжения сети.

Характеристики:

• тип прибора — электрический, ТЭН;
• количество контуров — одноконтурный;
• тепловая мощность — 6-12 кВт;
• отапливаемая площадь — 120 м2;
• КПД — 99%;
• управление — механическое;
• установка — настенная;
• напряжение сети — трехфазное;
• ступени мощности — 2;
• температура теплоносителя — 30-85 градусов;
• дополнительные функции — защита от перегрева;
• размеры — 205*600*105 мм;
• вес — 8 кг;
• цвет — белый;
• цена — 10020 рублей.

Достоинства:

• качественная сборка;
• приемлемая стоимость;
• надежная конструкция;
• простое управление;
• хорошо прогревает даже в сильные морозы;
• не шумит;
• компактный.

Недостатки:

ЭВАН Next 7 7 кВт

Отопительный котел настенной установки с ТЭНами. Одноконтурного типа с механическим управлением.Отапливает небольшую площадь в 70 кв.м. Небольшие габариты позволяют устанавливать в небольшую квартиру.

Характеристики:

• формат агрегата — электричество, ТЭН;
• количество контуров — одноконтурный;
• мощность — 7 кВт;
• отапливаемая площадь — 70 кв.м;
• КПД — 99%;
• управление — механическое;
• установка — настенная;
• степени мощности — три;
• напряжение сети — однофазное/трехфазное;
• функции — защита от перегрева;
• размеры — 205*600*105;
• вес — 8 кг;
• цвет — белый;
• цена — 8560 рублей.

Достоинства:

• надежная конструкция;
• хорошее качество;
• прочные материалы;
• приятный внешний вид;
• компактность;
• доступная цена;
• нержавеющий ТЭН;
• простая эксплуатация.

Недостатки:

ЭВАН Warmos-IV-9,45 9.45 кВт

Отопительный котел одноконтурного типа с электрическим типом отопления. Установка настенная с электронным дисплеем для управления. Отапливает достаточно большую площадь 94.5 кВт.

Параметры:

• тип прибора — электрический, ТЭН;
• количество контуров — одноконтурный;
• тепловая мощность — 9,45 кВт;
• отапливаемая площадь — 94.5 кВт;
• размещение — настенное;
• напряжение сети — трехфазное;
• управление — электронное;
• КПД — 99%;
• комплектация — дисплей;
• защита от замерзания — есть;
• подключение теплого пола — есть;
• термометр — есть;
• защита от перегрева — есть;
• автодиагностика — есть;
• цвет — белый;
• габариты — 380*640*245 мм;
• вес — 27 кг;
• цена — 18500 рублей.

Достоинства:

• приятный дизайн;
• хватает на отопление частного дома;
• много дополнительных функций;
• качественные материалы;
• доступная цена;
• позволяет использовать как теплоноситель для нагрева воды;
• стабильная работа;
• не шумит.

Недостатки:

• уходит много электричества и воды для отопления.

Скат RAY 12 KE /14 12 кВт

Электрический отопительный котел трехфазного напряжения сети. оснащен электронным управлением, хорошей мощностью для обогрева частного дома.

Устанавливается на стену необходимого помещения или в кладовке дома. Включает множество функций, таких как внешнее управление.

Характеристики:

• тип агрегата — ТЭНовый;
• количество контуров — одноконтурный;
• тепловая мощность — 6-12 кВт;
• КПД — 99,5%;
• управление — электронное;
• размещение — настенное;
• ступени мощности — две;
• напряжение сети — трехфазное;
• циркуляционный насос — есть;
• расширительный бак — есть на 8 литров;
• температура — 25-85 градусов;
• подключение внешнего уровня — есть;
• защита от замерзания — есть;
• термометр — есть;
• вес — 24 кг;
• цвет — белый;
• цена — 36551 рублей.

Достоинства:

• удобство эксплуатации;
• компактные размеры;
• быстро нагревает батареи;
• долго держит температуру;
• качественная сборка;
• почти не шумит;
• справляется с площадью в 100 кв.м.

Недостатки:

• большой расход электроэнергии;
• высокая цена.