Электрокотел с насосом: критерии выборы и нюансы монтажа

Сегодня время высоких технологий не только в ИТ, но и в сфере котельного оборудования. Электрокотел с насосом — это новое техническое решение автономного отопления в системе «Умный дом» для повышения эффективности теплоснабжения, создания комфортных условий проживания и безопасности при эксплуатации. Это направление имеет много энергосберегающих вариантов подключения и возможность интеграции в схему элементов зеленой энергетики – ветрогенераторов и солнечных коллекторов. Целесообразность применения схемы электроотопления и ГВС во многом будет зависеть от правильного выбора оборудования и его обвязки, поэтому пользователю необходимо знать все «подводные камни» этого направления.

Особенности конструкции и принцип работы

Электрический котел (ЭК) с насосом – это источник горячего теплоносителя для отопления и ГВС. В типовой схеме обвязки присутствует: насос, бачок расширительный, блок управления и безопасности, запорно-регулирующая арматура. Последние модификации котлов успешно объединяют все элементы схемы в одном корпусе.

Такая компоновка электрического котла с насосом не только упрощает монтаж и техобслуживание, но и создает современный вид агрегата, который способен успешно вписаться в интерьер любого помещения. Немаловажным фактом такой компоновки, является энергоэффективность, поскольку все рабочие элементы заизолированы в корпусе, что снижает тепловые потери установки и повышает общий КПД.

Несмотря на то, что в такой схеме должен присутствовать расширительный бачок, для слива лишнего теплоносителя, расширяющегося при нагреве воды, не все модели котлов комплектуются таким устройством, поэтому покупателю надо обратить внимание на данное условие при покупке котла электрического в торговой сети.

Циркуляционный насос является обязательным элементом схемы с принудительной циркуляцией и в двухконтурных электрокотлах. Он решает две задачи:

• Циркуляция сетевой воды в контуре для отопления;
• попеременное включение теплоносителя по контурам отопления и ГВС в двухконтурных системах. Когда пользователь открывает кран теплоноситель, проходит через бойлер ГВС, при закрытом кране — через отопительную систему.

В этом моменте существует один нюанс: производитель комплектует ЭК насосом соответствующей мощности с учетом усредненного значения гидравлического сопротивления системы, которая не всегда отражает реальные потери в сетях потребителей. Особенно в случае разноплановости объектов нагрева и разветвленности тепловой сети. Это приведет к тому, что насос просто «не потянет» систему пользователя, и она работать не будет даже с самым дорогим и современным отопителем. Для того чтобы избежать этой негативной ситуации, покупку ЭК с насосом начинают с расчета тепловой схемы отопления, для чего нужно обратиться к специалистам.

Как выглядит электрокотел с насосом

Принцип работы электрического котла — тепло генерируется из электричества в ТЭНах или индукционных элементах с большим омическим сопротивлением. Холодный теплоноситель поступает в ЭК с помощью насоса на обратном трубопроводе, равномерно омывает нагревательные элементы, в связи, с чем быстро повышает свою температуру и выходит из котла в контур отопления и ГВС.

Для того чтобы система работала, в схеме выполняется специальный ввод с защитой по давлению не более 3 бар и установкой обратного клапана. Регулировка процессом нагрева осуществляется с помощью термореле. При достижении теплоносителем рабочего значения температуры датчик отключает питание нагревательных элементов, а при падении – подает ток на ТЭНы.

Плюсы и минусы

Основываясь на опыте эксплуатации разных видов котлов для индивидуального теплоснабжения, специалисты, справедливо, считают, что самым удобным в управлении является электрокотел с циркуляционным насосом.

Преимущества обвязки электрокотлов с насосом:

1. Полная интеграция работы насоса с элементами тепловой схемы.
2. Низкие удельные показатели по собственному энергопотреблению для реализации поставленных задач, они практически не влияют на общие затраты на отопление.
3. Самый высокий КПД среди других источников отопления до 99%.
4. 100 % автоматизация технологических процессов.
5. Экологичность – отсутствие вредных выбросов в атмосферу.
6. Низкие удельные коэффициенты материалоемкости, нет необходимости устанавливать дорогостоящее оборудование на дымоотвод, создавать тягу в котле и организовывать подачу воздуха в камеру сгорания.

Справедливости ради, необходимо отметить, что система обладает одним очень существенным недостатком — высокая стоимость электроэнергии на технологию генерации тепла. Существует несколько вариантов для снижения затрат на электроэнергию:

1. Эффективная теплоизоляция объекта отопления.
2. Использование комбинированной выработки тепла с включением в схему вторичных источников энергии: гелио, ветра, водяных тепловых насосов.
3. Переход на многатарифныйучет электроэнергии с включением в схему теплоснабжения – бака-аккумулятора для нагрева воды в период действия льготного тарифа.

Критерии выбора

Выбор оборудования зависит от нескольких факторов, но базовой является тепловая мощность объекта. Точный расчет может выполнить только специализированная организация. Но для прикидочного расчета используют простое соотношение мощности и площади нагрева для центральных районов, например, в Москве: для 10 м2 – требуемая мощность 1 кВт.

Следующий критерий – схема подключения, которая зависит от возможности абонентского ввода электросети в дом, напряжения и количество фаз. Для небольшого котла в 6 кВт (объект до 60 м2) можно выполнять подключение к однофазной сети 220В, а ЭК большей мощности потребуют трёхфазные сети (380 В). Многие производители выпускают агрегаты с возможностью подключения, как к трехфазным, так и однофазным сетям.

При выборе электрокотела с насосом нужно учитывать тепловую мощность

Следующий фактор — система безопасности она должна справляться с такими угрозами, как низкое или высокое давление сетевой воды, перегрев ТЭНа или замерзании воды. Управление ЭК выбирают из трех вариантов: ручное, цифровое или программируемое. Желательно выбрать агрегат с регулировкой мощности. В бюджетных моделях она ступенчатая, а в устройствах с программаторами — плавная.

В этом случае на основании данных датчиков давления и температуры, программное обеспечение позволяет автоматически установить режим. При использовании многотарифного счетчика максимальная нагрузка на котел будет действовать с 23:00 до 07:00. Немаловажное значение имеет наличие вспомогательных устройств в комплекте с насосом и расширительным баком: датчиков температур и давления, арматуры и манометров.

Расчет мощности оборудования

После того, как будет выполнен расчет тепловой схемы, установлено количество контуров, протяженность сети и выбрано точка для размещения источника, приступают к выбору параметров ЭК.
В торговой сети они реализуются с мощностью от 2 до 70 кВт, причем устройства с тепловой производительностью более 50 кВт применяются для промышленных объектов.

Расчет мощности поручают выполнить специальной организации, используют онлайн калькуляторы или рассчитывают по формуле: Wк=(SхWуд)/10,
где:

Wк – тепловая мощность агрегата, кВт;
S – общая отапливаемая площадь, м2;
Wуд – удельнаямощность на 1м2 площади, зависит от климатического района установи: для южных регионов 1.0, для центральных – 1.1 – 1.15, для северных – 1,2.

Пример расчета:
Климатический район – центр России.
Площадь нагрева – 160 м2.
Тепловая мощность: (160∙1,1)/10=17,6≈18 кВт.

Этот расчет вполне подойдет для одноконтурной схемы теплоснабжения, то есть только для отопления. В двухконтурных схемах с горячим водоснабжением потребуется провести дополнительный расчет на нужды ГВС, с учетом СНИПовских норм потребления горячей воды и числа пользователей услуг.

Следующий расчет, который потребуется в электроотоплении – расчет электросети для подключения агрегата. Неправильно выбранный кабель будет сильно перегревается при работе, с созданием аварийной пожароопасной ситуации. Для прикидочного расчета можно взять простое соотношение — ток в 1 А потребует сечения 1 мм2.
Пример расчета для определения площади сечения кабеля электрокотла:

Мощность – 6 кВт;
Сеть однофазная 220В.
Расчетная формула площади сечения проводника мм2: S= Wк/(U∙I).
U – 220 В,
I – 8 А.
Расчет: S= 6000/(8∙220)=3,41 мм2

Это довольно приближенный расчет, потребуется еще учитывать материал кабеля и его протяженность.

Все работы по установке электрооборудования должны проводиться с полным соблюдением требований отраслевых норм и стандартов, а также правил безопасности:

1. Запрещена установка агрегата в непосредственной близости с водопроводом или источником воды.
2. При монтаже соблюдают рекомендованные строительные расстояния между агрегатом и конструкциями.
3. Требуется обязательное подключение ЭК к контуру заземления.
4. Установка настенного устройства выполняется на стену из негорючих материалов.
5. Запрещена прокладка силовых кабелей под отопительными или водопроводными трубами. В местах возможного пересечения инженерных сетей устанавливается защитный металлический кожух.

Электрокотел с насосом необходимо устанавливать с полным соблюдением всех правил безопасности

Нюансы монтажа

Монтаж начинает с выбора места под электрокотельную, при установке мощных агрегатов более 6 кВт рекомендуется отдельное помещение без доступа посторонних лиц и детей. ТЭНовые конструкции отопительного котла промышленного изготовления допускается устанавливать на кухне.
ЭК располагают так, чтобы около него оставалось свободное место для обслуживания и ремонта.
Минимальные просветы:

• до верхнего перекрытия помещения — 0.80 м;
• до «0» отметки в случае навесного типа — не менее 0.50 м;
• до стен — 0.05 м;
• до труб — более 0.50 м;
• перед фронтом котла — более 0.70 м.

Возможна установка не одного агрегата, а несколько, в этом случае обвязка их осуществляется параллельно, чтобы они работали с одинаковой нагрузкой.

1. Для настенной конструкции сначала устанавливают кронштейны, которые поставляются в комплекте с агрегатом.
2. После крепления их на стене дюбелями или анкерами навешивают корпус.
3. Напольный агрегат устанавливают на ровной подставке из диэлектрика.
4. Обвязывают контуры отопления и ГВС.
5. Устанавливают запорно-регулирующую арматуру на входном и выходном патрубке.
6. Устанавливают грязевик датчики, манометры и термометры по рабочей схеме.
7. Подключают агрегата к электросети. В качестве кабель-канала можно использовать гофрированный гибкий трубопровод.
8. Если скачки напряжения в сети нередки, то подключение нужно выполнять через стабилизатор.
9. Устанавливается электрозащита, мощность предохранителя выбирают выше самой большой токовой нагрузки котла в рабочем состоянии, заземление при подключении обязательно. Выполняют заземление 3- или 5- жилой в кабеле.

• Нулевой рабочий провод N присоединяют к нулевой шине щитка.
• Заземляющий РЕ провод присоединяется к своей шине «Земля».
• Для силовой линии используют марку ВВГ кабеля с количеством жил 3 или 5, с сечениями соответствующей мощности ЭК, обычно размер обозначен в паспорте изделия.
• Двухконтурный котел обвязывается через трехходовой клапан электрического типа. По сигналу термостата, он направляет поток теплоносителя на подогрев контура ГВС либо отопления.
• После окончания монтажный работ котел осматривают и убеждаются в том, что он установлен строго горизонтально и к нему подключены все коммуникации.
• Заполняют котел водой и под водопроводной водой делают опрессовку — определяют утечки в соединениях и исправность запорно-регулирующей арматуры.
• Проверяют работу электрооборудования котла и циркуляционного насоса встроенного в котел.
• Тестируют работоспособность датчиков и автоматики безопасности.

Электрические котлы с насосом это самый передовой метод отопления с возможностью современной регулировкой нагрева от 0 до 100 %, Используя систему «Умный дом» управление можно выполнять онлайн, вне стен дома. И хотя сам насос потребляет дополнительное электричество для своей работы, эти затраты окупаются быстро с учетом комфортности, автономности и безопасности услуг. Самое важное – у этой схемы большое будущее, учитывая, что в нее легко интегрируются любые вторичные энергоресурсы зеленой энергетики, в связи, с чем данный вид теплоснабжения набирает популярность во всем мире.

Электрические котлы с насосом и мембранным баком: выбор, установка, эксплуатация

Сегодня время высоких технологий не только в компьютерной отрасли, но и в сфере бытовой энергетики. Электрокотел с насосом — это новейшая технологическая разработка индивидуального теплоснабжения, способного интегрироваться в систему «Умный дом».

Таким образом, собственник жилого объекта без проблем может создать комфортные условия проживания в доме и обеспечить безопасную эксплуатацию котельного оборудования, находясь на удаленном расстоянии.

Плюсы и минусы

Направление электроотопления относится к энергосберегающим технологиям, поскольку может быть интегрировано в схемы зеленой энергетики — ветровых и солнечных генераторов электрической энергии. Эффективность схемы электроотопления полностью зависит от профессионального подбора оснащения и схем обвязки котла.

Базируясь на практическом опыте применения различных вариантов отопительных котлов в системах индивидуального теплоснабжения, профессионалы, объективно считают, что наиболее комфортным в управлении режимами является котел с электрическими нагревательными элементами и принудительной циркуляцией теплоносителя электронасосом.

Преимущества схем электрических котлов с принудительной циркуляцией:

1. Абсолютная функциональность котла с компонентами схемы теплоснабжения.
2. Невысокие удельные характеристики по энергопотреблению на собственные нужды котла, при осуществлении установленных задач. Они по существу не влияют на общий расход электричества на выработку тепловой энергии.
3. Чрезвычайно большой КПД в числе остальных источников обогрева, во многих современных аппаратах КПД приближается до 99%.
4. 100 % уровень автоматизации тепловых процессов.
5. Экологическая безопасность и защита окружающей среды, поскольку отсутствуют вредные выбросы в атмосферу с дымовыми газами, как например у газовых или твердотопливных котлов.
6. Низкая удельная материалоемкость, поскольку не требуется устанавливать дорогое оснащение дымоотводящих систем, для создания тяги в котлоагрегате и обеспечивать подачу первичного воздуха в топочную камеру.

Для достоверности, нужно заметить, что электронагрев имеет один очень существенный изъян, который фактически препятствует его широкому применению — высокая цена электричества в системе генерации тепловой энергии.

Пользователи, которые выбрали в качестве автономного отопления такой источник тепла, должны продумать варианты снижения себестоимости выработки тепловой энергии и приобретать электрокотлы от проверенных производителей.

Хорошей популярностью пользуется двухконтурный котел Protherm Savitr Stout Vaillant Wattek ZOTA по цене 49700 руб., мощностью 9 кВт, способный обогреть дом, площадью 95 м 2.

В современных схемах электроотопления присутствуют возможности для снижения расхода на электроэнергию:

1. Эффективная термоизоляция отапливаемого объекта.
2. Грамотное применение схем комбинированной выработки тепловой энергии с использованием вторичных источников энергии: солнца, ветроэнергетики и водяных тепловых насосов.
3. Устройство на вводе объекта многотарифного учета электричества.
4. Подключение бака-аккумулятора греющего теплоносителя для нагрева его в промежутке действия ночного дешевого тарифа.

Электрический котел с насосом и расширительным баком

Данную схему многие пользователи считают дорогой. И это действительно так, если к объекту отопления подведен магистральный газ или имеется дешевое твердое топливо или пеллеты.

В остальных схемах профессионалы говорят об эффективности электронагрева, особенно если схема будет оборудована циркуляционным насосом и расширительным баком.

Достоверные расчеты говорят о том, что при применении энергоэффективных схем электронагрева, вложенные затраты окупятся уже на пятом году эксплуатации такой системы теплоснабжения. Не менее важный аргумент в пользу применения подобного нагрева — это то, что порой он является единственно возможным источником для удаленных объектов и новостроек.

Устройство

В конструкции электрокотлов оборудованных помпами не существует чего-либо сложного. Ключевым отличием их от других аналогичных модификаций электронагрева считается присутствие насосного агрегата.

Базовые конструкции электрокотла:

1. Теплообменный аппарат, проточного или накопительного типа.
2. Нагревательный электрический элемент — ТЭН. Бюджетные установки имеют ТЭНы трубчатого типа исполнения. Более дорогостоящие современные высокотехнологические установки с принудительной циркуляцией теплоносителя оборудуются электродными греющими элементами.
3. Расширительная емкость, для термокомпенсации теплоносителя при нагреве отопительного контура.
4. Обратный и предохранительный клапан, могут устанавливаться раздельно или в одном устройстве. Они относятся к защитным приборам и служат для предохранения конструкции от разрывов при повышении давления в греющем контуре и защите от обратного хода теплоносителя, когда давление воды во внутридомовом отопительном контуре будет ниже, чем в котловом.
5. Фильтр очистки котловой воды и контура отопления от взвешенных веществ и продуктов коррозии.
6. Электронный управляющий блок и система автоматической защиты.
7. Центробежный электронасос для создания заданной скорости циркуляции воды во внутреннем контуре.

Как выбрать

Профессиональный выбор оборудования для электрического отопления — это 100 % гарантия эффективной работы системы. В противном случае перерасход электроэнергии, а значит и общая стоимость отопления, достигнет таких размеров, что собственник вынужден будет греться буржуйкой.

Подбирая электрокотел с циркуляционным насосом для автономного отопления, обращают внимание на следующие критерии:

1. Мощность, обозначается в кВт. Обеспечивает производительность ТЭНов в теплообменном аппарате и должна покрывать на 10-15 % все возможные тепловые потери объекта отопления. Мощность современных электрокотлов варьируется от 3 кВт до 70 кВт и зависит от возможности системы электропитания абонента. Самые мощные агрегаты применяются в промышленности и требуют трехфазного подключения.
2. Емкость накопительного теплообменника или внешний бойлер косвенного нагрева. Обеспечивает эффективность работы системы. Объем будет зависеть от тепловой нагрузки дома и возможности пикового нагрева воды в ночное время при дешевом дифтарифном учете электрической энергии. Минимальные показатели выбора: принимают 20 л емкости бака на 1 кВт мощности ТЭНов.
3. Рабочее напряжение в сети зависит от мощности котла, регламентируются действующими строительными нормами. К однофазным сетям 220 В допускается подключение агрегатов суммарной мощностью 12 кВт, что обеспечивает отоплением примерно 100-120 м2 жилой площади. Для больших нагрузок придется обустраивать трехфазный ввод и получать разрешение от энергонадзора.
4. Площадь сечения и марка коммутационных кабелей зависит от мощности котла, и оговариваются в заводских инструкциях в разделе монтаж оборудования. Как правило, котлы до 5 кВт оснащаются проводниковыми изделиями с сечением не менее 4 мм2, а агрегаты 12 кВт с однофазным подключением — 16 мм2.

Расчет мощности

Предварительно, перед тем как подобрать оптимальную модель электрокотла для отопления, производят основательные теплотехнические расчеты. Базовой величиной является общая площадь отапливаемых объектов.

Кроме того учитываются теплозащитные возможности конструкционных элементов здания и укомплектованность энергоэффективными оконными и дверными элементами. Расчет мощности выполняют по следующей формуле:

Мк = Псум x Руд /10м2,
где:

• Рк — расчетная мощность электрокотла (кВт).
• Псум — суммарная площадь отопления объекта (м2).
• Руд — удельная мощность на 10 м2 отапливаемой площади для различных областей РФ. В зонах с суровыми климатическими условиями он находится в границах от 1.2-1.4, в центре России — 1, а в южных — 0.8.

Установка котла с помпой

Электрические отопительные котлы высокой мощности устанавливаются по проекту, после согласования с энергонадзором. В большинстве случаев до монтажа потребуется выполнить реконструкцию внутридомовых электрических сетей с заменой абонентского учета.

Такие работы, начиная от проекта, монтажа и наладки, выполняют специальные организации имеющие право на подобный вид работ. Для получения разрешения на использования электроэнергии для отопления от энергонадзора потребуется предварительно с ним согласовывать все этапы.

Поэтому работы проводятся только специалистами-энергетиками. Для того чтобы не было проблем в будущем, лучше заказать услугу под ключ, с оформлением всех разрешительных документов.

Проект электрокотельной должен включать в себя обязательные разделы, отвечать требованиям государственных норм и инструкции завода изготовителя. Прежде всего, начинают с выбора помещения для размещения котлов. При мощности котельной выше 6 кВт, в него должен быть ограничен доступ посторонних лиц и детей.

Размер помещения обуславливается габаритами котлов, чтобы была возможность свободного доступа для обслуживания. Особое внимание в проекте уделяется электробезопасности и надежности электрических коммуникаций.

Производительность насоса выбирается по мощности котла и внутридомовой системы отопления, чтобы обеспечить надежную циркуляцию теплоносителя до самой тупиковой точки радиаторной разводки.