Критерии выбора электрического котла с насосом и расширительным баком

Электрокотел с насосом и расширительным баком — наиболее удобный отопитель. Потенциальному покупателю необходимо знать, как подобрать мощность агрегата и правильно его подключить. Небольшая хитрость поможет снизить затраты на оплату энергоносителя.

Особенности конструкции электрического котла с насосом и расширительным баком

Прибор имеет все необходимое для работы системы отопления. Пользователю остается лишь подсоединить к нему трубы.

В теплоизолированном корпусе помимо помпы и расширительного бачка имеются:

• теплообменник;
• элементы нагрева — ТЭН, электроды или катушка (индукционный котел);
• система автоматики, включающая в себя контроллер с дисплеем и термодатчики;
• группа безопасности — манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик;
• грязевик для грубой очистки теплоносителя.

В некоторых моделях фильтров нет. Рекомендуется установить их дополнительно, особенно если отопительный контур эксплуатируется уже много лет.

Как работает

Проходящая через теплообменник рабочая среда набирает температуру одним из следующих способов:

1. ТЭНами. Нагреватель представляет собой заполненную песком трубку с нихромовой спиралью внутри. При протекании через нее тока нить раскаляется за счет высокого электрического сопротивления. Котлы этого типа наиболее распространены.
2. Электродами. Напряжение подается на металлические стержни, встраиваемые в теплообменник. Ток протекает через рабочую среду, повышая ее температуру.
3. Катушкой. Создается переменное электромагнитное поле, наводящее в стенках теплообменника и расположенном внутри него сердечнике вихревые токи (индукция). Они обуславливают нагрев материала и контактирующей с ним рабочей среды.

Электродные котлы превосходят ТЭНовые по таким параметрам:

• стоимость — трубчатый элемент дороже в изготовлении, чем электрод (отрезок проволоки);
• безопасность — невозможна работа «всухую», поскольку теплоноситель является проводником, и в условиях его отсутствия ток не течет.

Но они менее удобны в эксплуатации по следующим причинам:

• требуется обеспечить точную концентрацию солей в теплоносителе, чтобы его сопротивление находилось в заданных инструкцией пределах;
• периодически приходится менять электроды — они растворяются в рабочей среде.

Преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовыми следующие:

• не нарушена целостность теплообменника, значит, нет риска протечек;
• большая площадь нагрева.

Существенный недостаток — высокая стоимость, в несколько раз больше, чем у ТЭНового аналога.

Производительность отопителя регулируется автоматикой.

Она тоже выпускается в трех разновидностях:

1. С сенсором, погруженным в теплоноситель. Самый простой вариант — поддерживается заданный пользователем температурный режим, например 90/80 (подача/обратка).
2. С выносным термостатом. Более практичный тип — пользователь задает желаемую температуру в помещении, а котел сам подбирает оптимальный режим — 90/80, 70/60 или какой-то другой.
3. Погодозависимая автоматика. Наилучший вариант — сенсор установлен на улице и отопитель учится подбирать производительность в соответствии с наружной температурой, своевременно реагирует на похолодание и потепление.

Движение рабочей среды в контуре обеспечивается встроенным циркуляционным насосом. Расширительный бачок предотвращает разрыв труб при нагреве теплоносителя.

Предусмотрена защита от замерзания: при остывании рабочей среды до +5 ˚С котел включается автоматически с целью поддержать температуру на этой отметке.

Достоинства и недостатки

1. Экологичность — отсутствует выхлоп.
2. Простой монтаж — не нужен дымоход.
3. Бесшумная работа.
4. Безопасность — нет открытого огня, а значит, и риска возгорания; не используется взрывоопасное топливо; исключено отравление жильцов угарным или природным газом.
5. Способность менять производительность по теплу в широких пределах без снижения КПД. Устанавливают несколько ТЭНов, каждый соответствует одной ступени нагрева. В случае с газовым котлом такое возможно только при наличии дорогостоящей модулированной горелки.
6. Не предъявляются особые требования к вентиляции котельной.

1. Высокая стоимость энергоносителя.
2. Сложность подключения. Электричество распределяют из расчета 7-10 кВт на одно хозяйство. Чтобы запитать котел с большей мощностью, придется добиваться разрешения и менять провод, проложенный от ЛЭП. Иногда такой возможности нет физически. Так, одному из пользователей для подключения отопителя мощностью 15 кВт пришлось оплатить замену трансформатора на подстанции.
3. Зависимость от работы централизованной сети.

Для снижения затрат действуют по схеме:

• оснащают систему отопления теплоаккумулятором — емкостью в минераловатной «шубе», содержащей запас нагретой рабочей среды;
• переходят на многоставочный тариф оплаты электричества, предусматривающий скидку в ночное время до 70% (зависит от региона).

Котел работает только в льготный период, нагревая теплоноситель в аккумуляторе до +95 ˚С. Днем кипяток через смесительный узел добавляется в отопительный контур по мере его остывания.

По каким критериям рекомендуется выбирать

Ориентируются на основные параметры котла:

1. Мощность, т. е. производительность по теплу за единицу времени. У разных моделей варьируется в пределах от 3 кВт до 70.
2. Объем расширительного бака.
3. Давление на выходе циркуляционного насоса.

Давления насоса должно хватать на преодоление гидравлического сопротивления труб и радиаторов. Высоту подъема теплоносителя учитывать не нужно, поскольку контур замкнутый. Т.е. считают по одной формуле, независимо от числа этажей:

• P — требуемое давление, атм (бар);
• L — длина контура, м.

Пример. Для системы отопления продолжительностью 80 м потребуется насос с подачей 80 / 100 = 0,86 атм. (бар). Подойдет, например, Wilo-Star-RS.

Как рассчитать мощность

Номинальная производительность должна быть равна теплопотерям отапливаемого объекта в самый холодный период года. Расчет выполняется по методике, изложенной в СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», с учетом температур, приведенных в «Строительной климатологии».

Учитываются такие факторы:

• термическое сопротивление ограждающих конструкций;
• разница между внутренней и наружной температурами;
• кратность воздухообмена, т.е. производительность вентиляции;
• освещенность солнцем (инсоляция) — зависит от ориентации объекта по сторонам света.

Требуется глубокое знание данного вопроса, поэтому рекомендуется поручить расчет инженеру строительной или проектной организации.

Примерно этот параметр можно оценить по следующей формуле:

W = (S / 10) * K, где

• W — требуемая мощность, кВт;
• S — отапливаемая площадь, кв. м;
• K — удельная величина теплопотерь, кВт / 10 кв. м.

Последний показатель зависит от региона:

• южная часть России — К = 0,7-0,8;
• средняя полоса — К = 1;
• северные районы — К = 1,2-2.

Приблизительный расчет подходит для дома стандартной архитектуры с высотой потолка до 3 м, хорошо утепленного и не имеющего панорамного остекления.

Мощность определяет способ подключения к электросети. Для котлов до 7 кВт подойдет однофазная линия напряжением 220 вольт. Для более мощных этого недостаточно. Требуется трехфазное подключение на 380 В.

Правила монтажа электрокотла

При установке и подключении учитывают следующие требования нормативных документов:

1. Подвесную модель необходимо размещать на негорючей капитальной стене, способной выдержать вес агрегата.
2. Запрещено устанавливать отопитель рядом с мойкой и в других местах, где на него может попадать вода даже в незначительном количестве.
3. Температура в помещении — +5 ˚С… +40 ˚С, максимально допустимая относительная влажность — 85%.
4. Не рекомендуется прокладывать силовой кабель под трубами водопровода или системы отопления. Если это единственный возможный вариант, его помещают в защитный короб или рукав.
5. Минимальное расстояние от верхней поверхности отопителя до потолка — 200 мм, до пола для подвесных моделей — 1,5 м.
6. На питающей линии устанавливается выключатель с разомкнутыми контактами. Зазор между ними составляет не менее 3 мм.
7. Котел подключают через УЗО.
8. Требуется обеспечить заземление корпуса и системы отопления.
9. Используется медный провод. Сечение жил определяется в соответствии с номинальной силой тока и способом прокладки (ПУЭ 7, табл. 1.3.4).
10. При подключении 3-фазной модели автоматический выключатель размещают на стене рядом с ней.

Разрешение Энергонадзора или других служб для монтажа не требуется.

Вывод

Среди всех видов электрических котлов наиболее практичны ТЭНовые. Модель подбирается по мощности, объему расширительного бака и производительности циркуляционного насоса. Чтобы сэкономить, отопитель эксплуатируют только в ночные часы, а днем осуществляют забор энергии из теплоаккумулятора.

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.