Электрические водогрейные котлы – виды, преимущества и недостатки

Многие люди встречаются с проблемой нагрева воды. Это могут быть частые перебои с подачей отопления и центрального водоснабжения в многоэтажных домах. Кроме того, об автономности в первую очередь думают владельцы загородных построек. В последнее время водогрейный электрический котел является неплохой альтернативой газовому или даже твердотопливному. Нередко это оборудование также устанавливается вместе с другими приборами, подогревающими жидкость.

Основная информация

Многие утверждают, что электрические котлы могут быть экономнее, чем другие виды установок. Чтобы выяснить это нужно проанализировать такой показатель, как КПД. Именно он считается основным в вопросе рациональности трансформации энергии. У электрических установок разных типов эти цифры расходятся от 95 до 98%.

Классификация

Котлы электрические делятся на три основных типа:

Кроме того, между ними есть ряд других различий. Так, например, существуют напольные или настенные модели. Они могут подключаться к 380В или 220В – в зависимости от размеров помещения (используются для частного дома или небольшой квартиры). Также основным показателем является количество контуров, в которых находится горячая вода – один или два.
*

ТЭНовые

Электрокотел работает, основываясь на процессе превращения тока в тепловую энергию за счет использования трубчатых нагревателей, установленных непосредственно в емкости. ТЭН поднимает температуру жидкости внутри трубы. Она, попадая в отопительную систему, прогревает помещение.

Чтобы устройство всегда работало так, как необходимо, предусмотрен блок управления. За отоплением следит комнатный регулятор температуры. Именно он воспринимает понижение этого показателя и сообщает о необходимости увеличения подогрева. Нужное давление появляется в результате подключения насоса. За счет использования современных технологий, после того, как температура в помещении поднимается до установленной отметки, режим отключается. Спустя некоторое время перестает работать и насос, который обеспечивает перемещение теплоносителя.

*
Основное достоинство такого вида котлов – отсутствие контакта между жидкостью и теплообменником. Это позволяет использовать защитные устройства для автоматического отключения.

Оборудование дает возможность просто реализовать плавное или ступенчатое регулирование.

Как и любые другие устройства, эти обладают своими недостатками. ТЭНовые по сравнению с остальными котлами имеют ограниченный срок службы. Не исключается и преждевременное перегорание из-за неправильного использования. Перед приобретением обязательно нужно обратить внимание на возможность ремонта или замены.

Также на самом трубчатом нагревателе быстро образовывается накипь. Это значительно снижает срок службы устройства. Обязательно нужно искусственно снижать жесткость жидкости.

Такие водонагревательные котлы представляют собой одно- и двухконтурные агрегаты. Последние обеспечивают горячее водоснабжение и отопление.

В большинстве случаев установки вешаются на стену, хотя есть и такие, которые располагаются на ровной твердой поверхности.

Этот вид считается самым популярным среди электрических котлов.

Электродные

Нагрев теплоносителя осуществляется путем прямого прохождения через него тока. При этом нет «посредников» в виде ТЭНа. Электролиз не происходит, так как анод и катод постоянно меняются местами.

Важно отметить, что в случае работы без жидкости, электрический котел отопления или горячего водоснабжения не выйдет из строя. Кроме того, накипь не разрушает электроды – иногда наблюдается небольшое снижение мощности.

*
Температура теплоносителя возрастает быстро. При этом увеличивается давление, с помощью которого вода и перемещается по сети – нет необходимости в установке насоса. Прекрасно подходит для ванной, так как не занимает много места.

Такой водяной агрегат имеет КПД порядка 96%. При этом он долговечен и надежен в использовании.

Такое устройство невозможно подсоединить через элемент защиты. В качестве теплоносителя используются только специальные антифризы.

Индукционные

Подобные установки имеют конструкцию, схожую с трансформатором, состоящим из двух контуров. Первичным выступает магнитная система, а вторичным – устройство теплообмена. Посредством переменного поля в нем электроэнергия позволяет нагреть теплоноситель.

Главными достоинствами можно назвать безопасность, а также взаимодействие с различными жидкостями для обогрева. Как и прошлый вариант, хорошо подходит для ванной.

Но тут есть и недостатки. Главными считаются первичная цена, а также стоимость последующей эксплуатации.

Бойлеры

Отдельно стоит вспомнить электрические накопительные установки. По факту они представляют собой ТЭНовое оборудование, устанавливаемое параллельно. При этом могут предназначаться как отдельно для ГВС или отопления, так и для обоих направлений. Для последнего применяются системы косвенного нагрева. Такие накопительные электрические установки позволяют поднимать температуру воды для хозяйственных нужд теплоносителем, предназначенным для отопления.

Такой бойлер идеально подходит для использования в загородных домах. Он в основном устанавливается вместе с котлами, использующими любой энергоноситель. При этом снаружи он еле теплый, так как обычно подобные установки имеют качественную защиту, позволяющую сохранять энергию внутри долгое время.

Общие положительные стороны

Если рассматривать в общем, то все электрические котлы, независимо от вида, обладают рядом достоинств:

• простота исполнения;
• нет необходимости отдельно создавать место для установки оборудования;
• не нужно думать о покупке, доставке и хранении энергоносителя;
• нет необходимости выводить дымоход;
• безопасность, ведь нет возможности утечки ядовитых веществ;
• экологичность – нет вредных выбросов.

Если устанавливать электрические водогрейные двухконтурные агрегаты, подключая все его функции, потребитель не будет испытывать каких-либо проблем с отоплением помещения или подачей воды нужной температуры для хозяйственных нужд.

Экономия

Конечно же, по сравнению с другими, этот вид установки для горячей воды и отопления нельзя назвать самым экономным, так как данного ресурса поглощается много. И при этом стоимость энергоносителя немаленькая. Например, твердотопливные и газовые установки считаются более экономными. Но при этом их обязательно нужно хорошо настроить. В противном случае затраты на энергию могут быть большими.

Этот вид нагрева воды может стать выходом для владельцев загородных домов, когда начинается отопительный сезон, где нет других ресурсов, кроме электричества. Такие аппараты просты в установке и эксплуатации. Они прекрасно подходят для временного использования. Но при постоянном включении требуют немалых финансовых затрат.

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.