Как посчитать расход электрического котла отопления – инверторного, индукционного, электродного

2017-05-31 Евгений Фоменко

Отопление электрическим котлом

Работа любого отопительного устройства заключается в едином принципе -подогреве теплоносителя до установленной пользователем температуры и транспортировки его в отопительную систему, где оно циркулирует по радиатору, отдавая тепло в помещение.

Однако существуют различные виды этих самых электрических котлов:

Инвертный (индукционный). Нагрев жидкости происходит за счет электромагнитной индукции, благодаря переменному магнитному полю образовывается магнитный ток.

Для преобразования токов обычный ток из электрической магистрали (или аккумулятора), благодаря инвертору преобразовывается в переменный ток.

ТЭНовый. Нагрев теплоносителя осуществляется электрическим ТЭНом (трубчатый электроводонагреватель). Расход электричества не имеет зависимости от температуры жидкости.

По истечению времени КПД данного устройства снижается на 10-15 %. Данное устройство не является долговечным, это обусловлено прежде всего низким качеством воды.

Ионный (электродный). Нагрев воды происходит за счет выделяемого тепла, когда протекает ток от электрода к электроду, другими словами, подогрев жидкости происходит благодаря омическому нагреву.

В данном устройстве, когда происходит нагрев жидкости, снижается его сопротивление, однако, возрастает электропроводность. Это устройство увеличивает мощность постепенно, расход электричества зависит от заданной температуры и от объема теплоносителя в отопительном контуре.

Для решения проблемы тепла в доме необходимо учесть следующие факторы:

• Стоимость самого отопительного котла, и затраты связанные с его установкой.
• Его габариты.
• Коэффициент полезного действия.
• Дополнительные функции, помогающие экономить ресурсы.

Рассчитываем расход электрического котла

Одним из решающих вопросов в выборе данного устройства, это во сколько обойдется отопление дома электрическим котлом. Ведь можно сэкономить на стоимости самого аппарата, а затем оплачивать огромные счета. Дабы этого не произошло, рассмотрим следующую таблицу.

Разница потребления Ионного и ТЭНового котлов.

Пример приведем для инверторного котла и индукционного, площадь помещения для отопления — дом на 240 м2, со стандартной высотой потолка 3 м, где стоят хорошие пластиковые окна, двери с хорошей теплоизоляцией, сам дом утеплен.

А далее, приведем более конкретный пример с цифрами, как посчитать расход электрического котла при условии, что у вас вся система подключена, батареи установлены, в общем, все готово к эксплуатации. И попробуем разобраться выгоден ли ТЭНовый электрический котел, либо индукционный.

• Самая низкая температура на улице -34 С.
• Усредненная температура в период отопления 5,6 С.
• Заданная температура в помещении 25 С.
• Продолжительность периода отопления 222 дня порядка 7 месяцев, данные из СНиПа.
• Тариф электроэнергии 2,70 рублей за кВт
• Потребляемая мощность ТЭНового 24 кВт.
  Тэновый котел
• Потребляемая мощность индукционного 20 кВт.

Продолжительность работы 10 часов, за день нагрел до заданной температуры и отключился. Для начала будем рассчитывать инвертный, также учтем и тот факт, что со временем его КПД значительно снижается.

Первый год отопления будет наиболее эффективный и наименее затратный. 24 (мощность)*10 (время работы)*30 ( дней в месяц)*7,2 (стоимость электроэнергии) = 19 450 рублей в месяц или 136 тыс. рублей за 222 дня.

На 2-ой год увеличится расход энергии в среднем на 15%, продолжительность нагрева возрастет на полтора часа и, исходя из этих данных, получается сумма за месяц 22 400 рублей, а за сезон отопления 156 500 рублей придется платить за электричество.

3-й эксплуатационный год ТЭН “изнашивается” еще сильнее и потери будут составлять до 18%, а время работы возрастет по отношению к первому году на три часа. Потреблять энергию будет 24 кВт, а отдавать как 16 кВт. Однако, при правильном уходе, своевременной чистке и проведению необходимых эксплуатационных мероприятий эти показатели могут возрастать с меньшей интенсивностью.

Далее рассмотрим пример в цифрах с индукционным двухконтурным котлом. Все данные такие же как и в первом случае. 20 (мощность)*240 (площадь помещения)*30 (календарный месяц)*2,7 (тариф)*10 (продолжительность работы)=16200 руб. в месяц, а за весь сезон 113402 рубля.

Несомненным преимуществом является тот факт, что сумма будет неизменна и в последующие годы при условии , что не изменится установленный тариф, и расход электроэнергии остается постоянным, в отличии от первого примера. Коэффициент полезного действия по истечению срока службы не уменьшается, поскольку нет образования накипи.

Если вы до этого были в сомнениях, то из расчетов становится очевидным,что этот котел является более выгодным.

Ну, и для сравнения приведем пример, сколько потребляет электричества газовый котел. Для работы насоса ему необходимо 60Вт, при розжиге потребляется порядка 120 Вт, при наличии закрытой камеры сгорания для работы вентилятора еще плюс 30 Вт. Итого, сложив все потребности конкретного агрегата, у вас получится общая сумма потребления энергии газовым оборудованиям.

Расчет других показателей при выборе котла

Основным элементом индивидуального отопления является котел, а какой он должен быть у вас, газовый или эл. котел, зависит от ряда факторов. Таких, как отдаленность от источника энергии (будь то газ, либо электричество), время проживания по временам года (дача, жилой дом). Немаловажным является и цена, которую вы готовы заплатить за сам аппарат и его монтаж.

Но самым значимым при выборе всегда остается теплотехнический расчет, потому что опираясь на него владельцы дома отдают предпочтение тому или иному устройству с требуемой мощностью. Электрический котел однофазный электродный устанавливают, как правило, собственники домов с площадью не более 300 м2.

Примерная схема отопления дома электричеством

Достаточно иметь доступ к розетке в 220 В и небольшое по размеру место для монтажа, он может служить как основной источник получения тепла, так и работать в межотопительный период для подогрева. Но для начала не лишним будет более детально углубиться в строение аппарата, это поможет вернее рассчитать нужную модель.

Также обратите внимание на следующие показатели:

• Назначение котла, отопление или еще и горячая вода для бытовых нужд.
• Объем накопительного бака.
• Объем теплоносителя для отопительного контура.
• Площадь отапливаемого помещения.
• На какую величину тока рассчитана сеть.
• Мощность устройства.

Эффективные способы экономии электроэнергии

Самым эффективным способом экономии денежных средств — это установление многотарифного счетчика, однако, необходимо иметь в виду, что данный метод несет в себе уже немалые расходы на его приобретение и установку.

Многотарифный счетчик (справа)

Также с этой задачей очень хорошо справляются ограничители мощности. Ведь в течении суток мы нагружаем сеть скачками. Наиболее логичным будет обогревать дом в ночное время с 22:00 до 6 часов. Для эффективной работы отопления, используйте циркуляционный насос, он устанавливается в обратной сети.

Индукционный котел ИКВ, его эффективность

Расчет экономической эффективности эксплуатации индукционного котла нового поколения в сравнении с ТЭНовыми котлами.

Индукционный котел применяется как источник получения дешевого тепла в системах отопления и горячего водоснабжения для бытовых и технологических нужд.

Посчитаем экономику при эксплуатации индукционного нагревателя и ТЭНового котла:

Для примера у Вас частный дом 240 кв. м., высота потолков 3 метра, правильно утепленный клееный брус, пластиковые окна, утепленные полы, крыша и т. д.

Для отопления дома 240 м 2 или (720 м 3 ) установим ТЭНовый котел мощностью 24 кВт 380 Вольт.

Данный выбор обусловлен тем, что ТЭНовый котел в процессе эксплуатации значительно теряет свою эффективность, за счет падения КПД.

Вихревой индукционный нагреватель установим мощностью 20 кВт 380 Вольт.

Индукционный котел не теряет эффективности при эксплуатации, и его КПД 98% не падает.

Первоначальные затраты на покупку котла:

Стоимость ТЭНового котла 24 кВт 380 Вольт с системой управления составляет в среднем 35 000 — 40 000 руб.

Стоимость Вихревого индукционного нагревателя мощностью 20 кВт 380 Вольт с системой управления составляет в 60 000 руб.

Разница в цене почти 70 %, могут ли быть оправданы такие вложения? Что такое ТЭН?

С трубчатыми электрическими нагревателями мы знакомы с детства, — это и утюг, и чайник, и электроплитка. Внутри металлической трубки спираль в изоляторе определенного сопротивления, в процессе эксплуатации подверженная постоянной тепловой нагрузке до +600 °С. В старой лампочке накаливания принцип тот же, и со временем она выходит из строя по причине перегоревшей спирали. ТЭН можно сделать лучше или хуже, но в любом случае век его службы недолог.

Что такое индукционный котел ?

Проще говоря — это лабиринт труб, на который особым образом «идет» индуктор — трансформатор. За счет электромагнитного поля индуктор быстро и очень эффективно нагревает сердечник, который в свою очередь нагревает теплоноситель. В такой конструкции нечему «перегорать». Сердечник выполнен из ферромагнитной стали толщиной до 10 мм, срок эксплуатации такого котла может достигать 30 лет.

Накипь котла.

Первый год эксплуатации ТЭНового котла.

Новый ТЭНовый котел в первый год эксплуатации работает достаточно эффективно. Для обогрева 240 м 2 площади весь отопительный период он будет работать в среднем суммарно- непрерывно, 10 часов в сутки. Работать циклично, т.е. включился, подогрел до заданной температуры, выключился и т.д.

Считаем, 24 кВт умножить на 10 часов в сутки, умножить на 30 дней, умножить на тариф 2,70 рубля за кВт. Итого: 19 440 рублей в месяц. Или в целом за отопительный сезон 136 080 рублей.

Индукционные или тэновые котлы отопления для частного дома — сравнение и что лучше.

Индукционный электрический котел отопления многие по прежнему воспринимают инновационным продуктом, который должен помочь существенно сэкономить ваши деньги.

Однако, по большому счету это рекламный трюк маркетологов, в который большинство поверили и в итоге никакой экономии не получили.

сложность в эксплуатации при подключении доп.оборудования (бойлер)

Производители громко рекламируют их положительные качества, но если разобраться с ними подробнее, то даже они покажутся весьма сомнительными.

Как же рекламщики рассказывают об этих преимуществах? Практически всегда они сравнивают его с тэновым котлом. Так как именно они занимают 90% рынка электро-котлов.

При этом выделяются недостатки (реальные или мнимые) для оборудования с тэном, и приводятся достоинства, что в индукционных такого и близко нет. А значит они лучше.

Давайте пройдемся по этим недостаткам и преимуществам поподробнее.

Первое – в эл.котле индукционном, якобы нагревательных элементов нет. А вот в тэновом, их иногда более десятка, а значит высока вероятность их поломки, может и нескольких сразу.

Но если бы не было нагревательного элемента, то чем бы тогда котел нагревал воду? Та же самая катушка по сути и выполняет эту роль, только без соприкосновения с жидкостью. Поэтому данный элемент присутствует в любом таком агрегате.

А вот что касается высокой вероятности выхода ТЭНов из строя, то это напрямую зависит от той продукции и производителя, что вы покупаете.

Есть специалисты установившие за годы своей работы более 500 тэновых котлов, и не поменявшие по гарантии за все это время ни одного элемента.

Второй недостаток при сравнении – большое количество уплотнительных соединений (тэны, фланцы) и полное их отсутствие в котле индукционном. Здесь данные преимущества и недостатки можно даже поменять местами.

Ведь если ТЭН все-таки выйдет из строя, вы сможете его легко заменить. Либо просто кратковременно исключить его из схемы, поставить перемычки по другому и продолжить работу.

А вот если сгорит катушка (из-за межвиткового замыкания), то во сколько обойдется вам ремонт? И сможете ли вы обогреваться с такой поломкой и дальше?

Третий момент – при плохой подготовке воды и большой нагрузке, на поверхности нагревательных элементов образуется накипь. В индукционных, накипь исключена.

Во-первых, той самой накипи, как многие ее себе представляют, исходя из примера с чайником, в системах отопления нет. Так как жидкость там не закипает.

А вот отложения, безусловно есть всегда и везде. Причем в любых системах – газовых, тэновых, дровяных, индукционных и т.д.

«накипь» в газовом котле

Это именно те примеси, которые по любому присутствуют в воде. Налейте в чистый стакан воды, дайте ей испариться и на стенках вы увидите тонкую пленку.

Клеммные контакты в тэновых моделях, причем их большая часть, могут находиться в режиме перепада температур. Нагрев при максимальной нагрузке, и остывание при отключении.

А это накладывает обязательства по их ревизии и подтяжке.

А в индукционных, якобы нет электрических контактов. На самом деле они есть всегда и везде, в том числе и в индукционных.

Но что касается первых, то в последние годы стали выпускаться экземпляры с качественными винтовыми зажимами.

Либо вообще могут присутствовать винтовые соединения с гроверной шайбой, которые не требуют обслуживания, или пружинные зажимы, также годами обходящиеся без контроля и ревизии.

Фактически это высосанные из пальца преимущества.

Срок службы тэнов зависит от качества теплоносителя. Как уверяют ”сравнители” – это всего 1000 часов работы, если не принять меры и не умягчить жесткую воду. Ну а если умягчили, то около 5000.

При использовании этих данных, перепутаны системы отопления и водоснабжения.

Это может относиться только к ГВС или центральному отоплению. Там оператор котельной не способен отследить утечки воды.

Если речь идет чисто о вашем доме, где все собрано и закольцовано без протечек и дыр, то никакой постоянной подготовки воды не требуется. Какие-то элементы в воде, конечно же будут содержаться, но однажды будучи налиты в систему отопления, они один раз прореагируют и более, им неоткуда будет взяться.

У индукционных, якобы низкая стоимость эксплуатации из-за очень редкой замены узлов. На самом деле, это в качественных тэновых образцах, элементы меняются крайне редко, о чем уже говорилось выше.

А вот если вам понадобится что-то поменять в индукционном, то вы крепко задумаетесь, прежде чем это сделать. Там все запечатано в герметичной колбе и без ее физического разрезания внутрь не подобраться.

Еще один аргумент при сравнении – индукционный котел в период эксплуатации не теряет своей первоначальной мощности. А вот у тэна из-за образования накипи, это происходит в порядке вещей.

Даже иногда приводятся расчеты, согласно которым, в течение всего одного года, мощность тэнового уменьшается на 15-20%. А значит, снижается и его КПД.

Давайте разберем это поподробнее.

Практически у любого электрического котла КПД превышает 98%. И даже котлы, работающие на токах сверхвысоких частот от 25кГц и выше, что могут для вас изменить? Добавить лишних полтора процента, но при этом подскочить в цене на 100%?!

Что касается отложений на элементе ТЭНа, то они действительно присутствуют.

В системах водоснабжения в бойлерах прямого нагрева, на рабочий элемент осаждается некая ”накипь”. Она на самом деле постепенно препятствует быстрому прогреву воды.

А что происходит там, где нет постоянной подпитки примесей? На ТЭНе может осесть небольшой слой отложений, однако:

этот слой не достаточно толстый

он никоим образом не препятствует передаче тепла

То есть фактически, и на чистом элементе нагрева и на грязном, происходит передача одинакового количества энергии, только при других температурах.

Но самый главный пункт для сравнения, это конечно же итоговая стоимость изделий и во сколько обойдется содержание, той или иной системы отопления.

Давайте реально сравним две модели примерно одинаковой мощности:

85тыс. руб. на конец 2017г)

46тыс. руб. на конец 2017г)

Для первой модели в комплектации поставляются:

запорная регулирующая арматура

Вес экземпляра на 25квт – порядка 80кг.

В чем отличие качественного тэнового котла? Во-первых, он весит почти на 40кг меньше.

Кроме того, вся электронная начинка спрятана у него внутри. А значит никакого объемного шкафа управления, занимающего дополнительное место не нужно.

Кроме вышеперечисленной комплектации для индукционного котла, которая в тэновом изначально также присутствует, в него входят дополнительные функциональные узлы:

автоматический выбор мощности в несколько ступеней по 2кВт

Это хорошо тем, что котел сам может выбирать мощность, на которой ему в данный момент нужно работать. Температура на улице меняется плавно, и при большом количестве ступеней, можно гибко подобрать необходимую мощность, чтобы избежать частых включений-отключений.

Вы своими глазами будете наблюдать постоянные моргания света при таких переключениях. А еще, мощные электрические контакторы своими хлопками и перещелкиваниями, реально могут заставить вас подпрыгивать каждый раз от неожиданности.

В тэновых, установлены тихие реле, либо контактор компактных размеров, их работу вы можете услышать, только находясь непосредственно возле агрегата.

Именно она занимается переключением ступеней. Как только котел ”видит”, что скорость нагрева идет через чур быстро, он откидывает одну ступень, затем еще одну и т.д. Если температура меньше заданной, он эту ступеньку добавляет.

При этом происходит включение не сразу всех 24квт, а постепенное, плавное повышение мощности от минимального значения. Глазами вы этого, по морганию лампочек никак не увидите.

термозащита по перегреву и замерзанию

Если система у вас прохудилась и где-то есть утечка, то котел просто не включится. В индукционном же, будет продолжаться нагрев сердечника.

Вы всегда можете подойти к котлу и очень быстро определить по коду ошибки неисправность, из-за которой он ”встал”.

манометры механические, либо электронные

возможность подключения бойлера

Причем эта возможность уже автоматизирована. Вам останется только выставить температуру воды, а все остальное, котел сделает сам.

Работая на 40 градусах и переключившись на бойлер, он самостоятельно разгонится до 80С, нагреет титан и затем вернутся в прежний режим.

Если такую же автоматику включить в индукционные котлы, то при P=25квт они бы стоили не 85тыс, а на сотню тысяч дороже. Ведь в изначальном варианте все управление в них осуществляется по температуре протока.

Вопрос покупать или не покупать индукционный котел, или сделать выбор в пользу тэнового, конечно каждый решает сам за себя. Но многие все больше убеждаются, что индукционный котел это не тот агрегат отопления, который стоит монтировать в индивидуальных частных домах и коттеджах.

Конечно, без индукционного нагрева в некоторых конструкциях, производственных и рабочих помещениях обойтись невозможно. Например, нагрев среды в хим.производстве, которая должна оставаться стерильной.

Поэтому лучше оставьте такой вид обогрева там, а не тащите его к себе домой. Незачем мучиться со сложным, тяжелым, габаритным агрегатом, если можно обойтись другими весьма изящными решениями.