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.

Отопление от электрокотла: варианты организации отопления на основе электрического котла

Если подключение загородного участка к централизованному газоснабжению невозможно по каким-либо причинам и в ближайшие годы как минимум не планируется, то для обогрева частных домов нередко используется отопление от электрокотла – решение имеет ряд преимуществ, хотя и не лишено недостатков.

Чтобы использование прибора было эффективным, важно грамотно подобрать электрооборудование и схему контура. Предлагаем разобраться в конструктивных и функциональных особенностях разных типов электрокотлов, а также оценить особенности различных вариантов подключения агрегатов к отопительной системе.

Для тех, кто планирует организовать обогрев жилья от электрического прибора, будет полезно узнать, как использовать двойной тариф с целью снижения платы за электричество.

Классификация оборудования и принцип работы

Электрокотел преобразует электрическую энергию в тепловую и в зависимости от особенностей конструкции может быть:

Независимо от вида современные модели снабжены термостатом, с помощью которого можно корректировать мощность устройства и степень нагрева теплоносителя.

Обычно есть и возможность получать сведения с внешнего датчика, чтобы контролировать температуру воздушной массы в конкретном помещении.

Устройство с нагревательным ТЭНом

Внутри емкости, предназначенной для воды, устанавливают нагревательные элементы – ТЭНы. Они могут быть выполнены в виде трубок или пластин. Чтобы регулировать степень нагрева, нагреватели включаются поочередно.

Вода поступает в бак, нагревается, затем передается на контур. По мере ее остывания или нагрева отдельные ТЭНы включаются или выключаются. Движением теплоносителя управляет встроенный циркуляционный насос.

Можно выбрать двухконтурные модели таких котлов, они подогревают воду не только для отопления, но и для водопровода. ТЭНовые устройства популярны за счет простой конструкции и относительно невысокой цены. При правильной эксплуатации они ломаются крайне редко.

Помимо воды в качестве теплоносителя применяются различные по концентрации антифризы или масляные составы. Но размеры у таких устройств обычно достаточно большие, что ограничивает возможности при выборе места для их установки. Со временем на ТЭНах оседает налет, периодически нагревательные элементы нужно заменять.

Электродный котел для отопления

Для нагрева здесь используется разница потенциалов на двух электродах и естественное сопротивление воды, возникающее благодаря растворенным в ней солям. Это компактные устройства, которые могут быстро нагревать небольшие объемы воды.

Встроенный циркуляционный насос здесь не нужен. Это простой прибор, который почти никогда не ломается. А если такое и случится, его не сложно отремонтировать. Цену на устройства этого типа можно назвать демократичной.

Но масло и антифриз для такого котла не подойдут, в качестве теплоносителя приемлема только вода, но не дистиллированная. Со временем электроды изнашиваются, растворяются в воде. Их нужно периодически заменять новыми элементами.

Прибор с индукционным нагревом

В таких котлах нагревательный элемент выполнен из диэлектрического корпуса с навитой на него катушкой и сердечником. Ток в катушке вызывает разницу потенциалов в сердечнике, который достаточно быстро нагревается. Тепловая энергия передается теплоносителю.

Это котел с высоким КПД и длительным ресурсом эксплуатации. Промышленные модели довольно дорогие, но при желании можно изготовить самодельный индукционный аналог. Подходит любой жидкий теплоноситель, а случаи поломок крайне редки.

Варианты подключения к отопительной системе

Электрокотлы используют в системах с жидким теплоносителем, который циркулирует по трубам.

Это могут быть традиционные радиаторные варианты:

• с естественным движением теплоносителя;
• с принудительной циркуляцией;
• комбинированные варианты.

Кроме того, бойлеры успешно применяют в системах водяного напольного обогрева. Подойдут они и там, где сочетают радиаторы как основной источник обогрева и ТП в качестве дополнения к нему. При устройстве отопления на базе электрического котла следует подобрать подходящую схему.

Система естественного типа

Такая система работает на использовании способности воды расширяться при нагреве. Горячий теплоноситель стремится вверх, вытесняя остывшую воду из контура. Она возвращается в теплообменник, нагревается, замещает остывшую жидкость и т.д. Электрокотел в этом случае ставят в нижней части контура.

Реализация системы с естественной циркуляцией воды по контуру требует грамотного расчета и правильного монтажа.

Понадобится значительное количество труб определенного диаметра, которые должны быть уложены с нужным уклоном. Могут возникнуть проблемы, если понадобится отрегулировать мощность прибора и изменить уровень нагрева теплоносителя.

Контур с принудительной циркуляцией

Здесь движение горячей воды по трубам обеспечивает насос, подключенный к системе. Помимо него понадобится также мембранный расширительный бак и оборудование, обеспечивающее его функционирование: манометр, запорные краны и т.п.

Электрокотел ставят внизу, затем к системе подключают расширительный бак, после чего монтируют циркуляционный насос.

Контур этого типа менее чувствителен к характеристикам труб и радиаторов, что предоставляет широкие возможности для выбора подходящих комплектующих. Именно в таких системах можно использовать антифриз. Расширяются и возможности для регулирования температуры воды в контуре.

Комбинированный вариант системы

Такой контур выполняют изначально на основании тех же принципов, что и систему с естественным движением потока теплоносителя. Поэтому котел ставят в нижней точке, чтобы обеспечить свободное перемещение теплой воды.

Но систему дополняют расширительным бачком и циркуляционным насосом, чтобы присутствовала возможность принудительного перемещения теплоносителя. Это делают для того, чтобы можно было свободно выбирать режим функционирования отопительной системы.

Комбинированный вариант сочетает преимущества обоих описанных выше систем. Для работы циркуляционного насоса, с которым качество отопления обычно значительно выше, необходима электроэнергия.

Если ее поступление по какой-то причине прерывается, движение теплоносителя в принудительной системе прекратится, а вот в комбинированной – нет.

Вода продолжит двигаться по контуру естественным образом. Для обогрева в этом случае можно использовать альтернативный источник электроэнергии или другой вид топлива. Существуют варианты, позволяющие переключать систему с электрического на твердотопливный или газовый котел.

Водяной теплый пол

Этот тип автономного отопления, популярность которого стабильно растет. Он считается более экономичным в эксплуатации, чем радиаторные системы. Отопительный контур из узкой пластиковой трубы укладывают в стяжку под напольное покрытие.

Теплоноситель можно разогревать только до 26-28°С, чтобы обеспечить дом достаточным количеством тепла. Максимально допустимая температура составляет около 50°С, но такой сильный нагрев обычно не нужен. Для водяного теплого пола хорошо подходят котлы с ТЭНом, которые позволяют широко варьировать температуру воды.

Если предполагается с помощью этого же нагревателя обеспечивать водопровод горячей водой, придется брать модель с ТЭНом. В обвязку обязательно включают бойлер косвенного нагрева, чтобы вода в контуре ГВС была теплее, чем для отопления примерно на 15°С.

В электродных устройствах нагрев составляет обычно 60°С или больше. Их можно использовать для ТП, но понадобится дополнительный монтаж узла подмеса, чтобы остудить теплоноситель до приемлемого уровня.

Гидравлическая гребенка, содержащая такой узел, в любом случае понадобится для правильной установки отопления этого типа. Контроль нагрева выполняется с помощью термодатчика, определяющего текущую температуру теплоносителя.

Существуют модули автоматического управления, позволяющие дополнительно учитывать нагрев воздуха в комнате.

Чтобы теплый пол успешно функционировал, нужен еще ряд важных элементов. Например, труба для каждого отдельного контура должна быть цельной, никакие соединения не допускаются. Нужно тщательно рассчитать длину такой конструкции, учитывая схему укладки контура ТП.

Для этого можно использовать специальные формулы, чтобы выполнить расчеты вручную. Удобно применять калькуляторы, имеющиеся на профильных сайтах. После введения информации о площади, схеме и других характеристиках ТП программа выдаст необходимые сведения.

Обычно расчетную длину трубы немного увеличивают, чтобы иметь небольшой запас. Если она кажется слишком короткой, придется просто покупать новую. Для теплого пола нужна система фильтрации, чтобы теплоноситель был достаточно чистым.

Электрокотел и двойной тариф

Одна из значимых причин использования электрокотла для отопления – возможность использования двойной тарификации за использование электроэнергии. Снижение платы в ночной период позволяет заметно сократить расходы.

Понадобится приобрести и установить двухтарифный счетчик. Стоит отметить, что двухконтурные модели оборудования с ТЭНом подают горячую воду к разборному крану с характерной заметной задержкой. В результате часть тепла теряется, что снижает эффект от экономии электричества.

Имеет смысл дополнить такую конструкцию внешним теплоаккумулятором, способным длительное время сохранять высокую температуру подогретой воды. Такое устройство вполне эффективно при использовании двухтарифного счетчика.

Вода подогревается ночью, хранится в теплом виде и используется в течение дня, расход электроэнергии в дневной период снижается, как и счета за использованное электричество.

Выводы и полезное видео по теме

Порядок монтажа электрокотла:

Хотя использование электрокотла в качестве отопительного прибора считается слишком затратным, его достоинства очевидны. Такие устройства безопасны для людей и окружающей среды, работают в автоматическом режиме, доступны и просты в эксплуатации.

Если тип системы отопления выбран правильно, а все ее компоненты профессионально смонтированы, котел будет работать длительное время без лишних расходов.

Есть опыт использования электрического котла для обогрева жилья? Или хотите задать вопросы по теме? Пожалуйста, комментируйте публикацию и участвуйте в обсуждениях. Блок обратной связи расположен ниже.