Выгодно ли отапливать частный дом с помощью электрического котла

Идея обогревать дом электричеством выглядит привлекательной, ведь это самый комфортный вид отопления. Но стоимость энергоносителя внушает опасения. Поэтому собственник жилья хочет заранее оценить, какие затраты потянет электрокотел — выгодно или нет использовать это устройство, и в чем могут быть сложности.

Особенности отопления дома электроэнергией

Если не принимать во внимание эксплуатационные затраты, выбор в пользу такой системы обогрева можно охарактеризовать только положительно:

1. Не требуется дымовая труба.
2. Отсутствует риск возгорания (при условии соблюдения правил подключения), взрыва и отравления газом.
3. Не нужны проект и разрешение государственных органов.
4. Полная автоматизация. В отличие от газового аналога безопасен запуск прибора при длительном отсутствии жильцов.
5. Теплопроизводительность регулируется в широких пределах без снижения КПД.
6. Котел стоит недорого.

Но есть и негативные моменты:

1. Высокие затраты на оплату электроэнергии.
2. Низкая надежность. Проложенная по воздуху электросеть является наиболее уязвимой частью инфраструктуры.

После бурь и ураганов населенные пункты остаются в первую очередь без света. Потому обходиться одним только электрическим котлом рискованно, рекомендуется дополнительно подключить к системе отопления хотя бы маломощное твердотопливное устройство в качестве резервного. Перечень агрегатов есть на сайте bigkotel.ru.

Что нужно знать перед тем, как установить отопление

Мощность линии, подведенной от ЛЭП, ограничена. Согласно Постановлению №334 Правительства РФ, вступившему в силу в апреле 2009 г., на одно домохозяйство энергосети обязаны выделить 15 кВт. На первый взгляд немало: в среднем электрокотлом такой мощности можно отапливать дом площадью до 150 кв. м.

Но ведь в жилище и на участке имеются и другие энергоемкие приемники: бойлер, стиральная и посудомоечная машины, духовка, микроволновка, оборудование в мастерской и т.д. Необходимо оценить уровень потребления и рассчитать, сколько остается на отопление.

Если обратиться с заявлением в Ростехнадзор, лимит могут поднять. Но в некоторых регионах состояние сетей не позволяет это сделать. Решение есть, но оно может стоить дорого: иногда домовладельцу ради подключения мощного отопителя приходится оплачивать замену трансформатора на подстанции.

Пример потребления электричества

Для наглядности можно рассмотреть организацию отопления в доме площадью 90 кв. м, расположенном в Подмосковье. Имеются электроприборы со следующей потребляемой мощностью:

• водонагреватель и стиральная машина: по 1,5 кВт;
• 2 розеточные группы с автоматическими выключателями на 10 А, т.е. рассчитанные на мощность 220 × 10 = 2,2 кВт каждая;
• внутреннее и наружное освещение, приточно-вытяжная система вентиляции с рекуператором: суммарно 1 кВт.

Кухонная плита работает на баллонном газе.

Итого общая потребляемая мощность составляет 8,4 кВт. На отопление остается 15 — 8,4 = 6,6 кВт.

Необходимая номинальная мощность котла соответствует теплопотерям в самую холодную неделю года + запас в 20%. Для их вычисления нужен сложный расчет, но к стандартному дому можно применить менее точный упрощенный вариант: Q = S × K, где

Q — теплопотери в самую холодную неделю, Вт;

S — отапливаемая площадь, кв. м;

K — удельные теплопотери, Вт/кв. м.

В зависимости от региона K принимают равным фиксированному значению:

• южные области: 60-80;
• центральная часть страны: 90-110;
• северные округа: 120-200.

По условию дом находится в Подмосковье, можно считать, что К = 100 Вт/кв. м.

С учетом запаса в 20% мощность теплогенератора в самую холодную неделю составит:

W = 90 × 100 × 1,2 = 10 800 Вт = 10,8 кВт.

Вывод: в помощь электрическому котлу на 6,6 кВт необходимо установить еще твердотопливный — на 4,2 кВт. Либо один комбинированный, работающий на дровах и угле, но с ТЭНами в теплообменнике.

Какие электрические котлы чаще всего используют для обогрева частного дома

Есть 4 разновидности:

• ТЭНовые;
• электродные;
• индукционные;
• тепловые насосы.

Первые наиболее распространены. Их преимущества:

• доступная стоимость;
• низкие требования к теплоносителю: его необходимо лишь один раз обессолить перед первым применением;
• простой и недорогой ремонт;
• плавный пуск (предотвращает скачки напряжения в сети).

Электродные котлы стоят дешевле ТЭНовых и устроены проще. Но теплоноситель пользователю приходится готовить по рецепту. При этом его химический состав постоянно меняется, так что каждые 1,5 месяца требуется заливать в контур новую жидкость. Это усложняет эксплуатацию.

Индукционные котлы, напротив, способны работать с любым теплоносителем, но цена у них в 4 раза выше, чем у ТЭНовых.

Оба последних вида имеют общий недостаток: их конструкция не предусматривает плавного пуска, поэтому при включении в сети возникают скачки напряжения.

Если позволяют средства, целесообразно приобрести котел, работающий по принципу теплового насоса. Использовать его выгодно. На каждый киловатт потребляемого электричества прибор выдает до 5 кВт тепла. Но денег система потребуют немалых: помимо приобретения дорогого устройства придется оплатить строительство обширного наружного теплообменника (длинный контур из труб в земле).

Затраты электроэнергии на отопление дома

На режим номинальной мощности котел выходит только в самый холодную пятидневку года. В остальное время он работает с пониженной теплопроизводительностью. В среднем она составляет:

• в зимние месяцы (декабрь, январь и февраль): 50% от номинальной;
• в ноябре и марте: 30%;
• в октябре и апреле: 15%.

Например, котел на 10 кВт за отопительный сезон израсходует:

1. В зимние месяцы: 10 × 0,5 × 24 часа × 90 дней = 10 800 кВт.ч.
2. За ноябрь и март: 10 × 0,3 × 24 × 61 = 4 392 кВт.ч.
3. За октябрь и апрель: 10 × 0,15 × 24 × 61 = 2 196 кВт.ч.

Итого: 10 800 + 4 392 + 2 196 = 17 388 кВт.ч.

В 2020 г. в Московской области тариф для домов с электрическими плитами и отоплением соответствует 3,89 руб./кВт.ч. Значит, затраты за сезон составят 17 388 × 3,89 = 67 639,32 руб.

Что влияет на потребление электричества

Все котлы превращают используемую энергию в тепло в соотношении 1:1. Со 100-процентным КПД мизерными потерями в проводах и соединениях пренебрегают. Исключение составляют тепловые насосы, но они пока применяются редко.

Таким образом, есть лишь 2 способа снизить потребление электричества:

1. Сократить теплопотери. Для этого жилище оклеивают минеральной ватой или пенопластом, заделывают щели.
2. Оптимизировать работу котла с целью исключить перерасход энергоресурса.

Вторая задача тоже решается 2 путями:

1. Использованием погодозависимой автоматики. Такая система своевременно предупреждает котел о начавшемся потеплении, и тот успевает снизить мощность, не перегревая помещение.
2. Программированием. Модель с такой функцией, согласно настройкам пользователя, уменьшает теплопроизводительность, когда жильцы на работе или спят. В остальное время прибор выходит на нормальный режим.

Для недорогих отопителей первый вариант не подходит. В них нет функции подключения погодозависимой автоматики. Тогда рекомендуется установить хотя бы выносной термостат: он поддерживает температуру в помещении на заданной отметке.

Можно, не снижая потребления, уменьшить финансовые затраты. Переходят на дифференцированный учет расхода электроэнергии с большой скидкой ночью (1,68 руб. вместо 3,89). Систему отопления оснащают накопителем тепла — большой емкостью, в которой котел за льготное время нагоняет температуру рабочей среды до +98˚С. Днем кипяток из нее понемногу подается через смесительный узел в контур по мере необходимости, обогреватель в это время не работает.

В таком случае за сезон придется заплатить 17388 × 1,68 = 29 212 руб. Но есть нюанс: номинальная мощность котла должна вдвое превосходить расчетную, ведь ночью он работает и на обогрев, и на «зарядку» теплоаккумулятора. Для приведенного примера потребуется агрегат на 20 кВт.

Иные источники тепла

Чтобы оценить, насколько затратно отопление электричеством, необходимо сравнить его с другими энергоносителями. При этом следует учесть, что КПД у топливных котлов до сотни сильно не дотягивает: у газовых он составляет около 93%, у дровяных и угольных — около 85%.

Ниже приводится стоимость за 1 кВт.ч для разных видов горючего:

1. Природный газ: 0,68 руб., с учетом КПД — 0,75 руб.
2. Дрова дубовые: соответственно, 1,09 и 1,36 руб.
3. Уголь: 1,33 и 1,57 руб.
4. Пеллеты древесные: 1,51 и 1,78 руб.
5. Сжиженный газ: 1,99 и 2,13 руб.
6. Дизельное топливо: 3,51 и 3,90 руб.

В каждом случае затраты на отопление за сезон составят (за 17 388 кВт.ч):

• природный газ: 13 041 руб.;
• дрова дубовые: 23 648 руб.;
• уголь: 27 300 руб.;
• пеллеты древесные: 30 950 руб.;
• сжиженный газ: 37 036 руб.;
• дизельное топливо: 67 813 руб.

Приведен средний уровень цен.

Вывод

Топить электричеством невыгодно — дороже только соляркой. Но если удастся реализовать схему с теплоаккумулятором, энергоресурс по затратам выйдет на уровень угля и окажется соизмеримым с природным газом (разница составит 25%). Смысл в этом есть, особенно если учесть многочисленные преимущества электрического отопления.

Какое отопительное оборудование лучше всего выбрать для дома: электрический котел или твердотопливный котел

Обеспечить эффективное отопление дома можно, если подобрать хорошую модель агрегата. При отсутствии газоснабжения перед владельцем встает вопрос, что лучше: электрокотел или твердотопливный котел. Перед покупкой аппарата нужно выяснить достоинства и недостатки обоих типов приборов для обогрева.

Особенности использования твердотопливных котлов

В основе отопления дома агрегатом, работающем на дровах, угле, торфе, лежит повышение температуры жидкости в магистрали за счет процесса сжигания энергоносителя. Вода, нагреваясь, двигается по трубам к теплообменникам в комнатах.

Разработаны приборы, в которых в качестве топлива используются пиллеты, представляющие собой небольшие гранулы, изготавливаемые из отходов деревообработки.

Разновидности оборудования

Существует несколько типов твердотопливных аппаратов для обогрева помещений.

Они различаются по:

• виду энергоносителя и способу его подачи;
• количеству контуров;
• уровню мощности и теплоотдачи;
• наличию варочной поверхности;
• габаритам.

Твердотопливное оборудование имеет только напольный вариант монтажа. Для снабжения жилого дома ГВС выбирают агрегаты, имеющие 2 контура. Если планируется использовать котел для приготовления пищи, то нужно покупать модель с варочной поверхностью.

Созданы для обогрева пиролизные и газогенераторные устройства. Для работы этих аппаратов используется твердое топливо, из которого выделяются горючие газы, поступающие в камеру для сжигания.

Такие котлы имеют следующие преимущества:

• удобство регулировки мощности прогрева;
• высокий КПД;
• практически полное сгорание энергоносителя.

Присутствие в устройстве нагнетательного вентилятора позволяет снизить требования к дымоходу.

Недостаток оборудования — необходимость использовать только сухое топливо. Это заставляет владельца дома обеспечить хранение энергоносителя в таком месте, где он не будет отсыревать.

Цена пиролизных и газогенераторных установок выше по сравнению с классическими моделями твердотопливных агрегатов. Приобретать оборудование имеет смысл, если нужно обогревать большие площади. Аппарат окупается за счет экономного использования энергоносителя.

Выбор материала изготовления

Твердотопливные агрегаты могут изготавливаться с применением разных теплообменников. Этот элемент конструкции производится из чугуна или стали.

Если планируется самостоятельное обслуживание прибора, то лучшим выбором будут котлы, в которых установлены чугунные змеевики. Такой материал менее требователен к условиям эксплуатации и не подвержен коррозии, но он имеет несколько недостатков.

• высокая цена;
• чувствительность к перепадам температур.

Чугунные котлы не особо прихотливы к чистке и незначительно снижают КПД при образовании нагара.

Аппараты, имеющие стальные змеевики, более устойчивы к температурным изменениям благодаря пластичности материала. Кроме того, масса теплообменника в таком котле меньше, что ускоряет прогрев жидкости.

Достоинства и недостатки

Преимущества эксплуатации оборудования:

• автономность — не зависит от наличия напряжения в электросети;
• отсутствие дополнительных энергозатрат;
• простота обслуживания;
• доступность топлива;
• безопасность.

1. Необходимость регулярной загрузки энергоносителя. В зависимости от размеров прибора это делают от 2 до 5 раз в сутки.
2. Для нормальной работы котла необходимо обустройство дымохода с хорошей тягой для разгорания и полного сжигания топлива.
3. Вода в системе должна быть постоянно теплой, это нужно для предотвращения образования нагара на элементах конструкции.
4. При загрузке энергоносителя возможен выброс дыма в комнату.
5. Необходимость регулярной чистки топочной зоны от накоплений золы и копоти.
6. При работе сложно обеспечить контроль тепловыделения.

Особенности использования электрического котла

Аппарат, функционирующий от бытовой сети, обогревает помещения за счет преобразования тока в тепловую энергию.

Оборудование применяется для отопления и организации автономного горячего водоснабжения в доме. Электрокотлы оснащаются дополнительными функциями, которые упрощают управление работой системы.

Этот тип приборов экологически чистый и безопасный. Однако требуется стабильное напряжение в электросети.

Виды оборудования

Производители выпускают 3 типа таких котлов: классические с ТЭН, электродные и индукционные.

Первые оснащены тепловым нагревательным элементом — металлической трубкой, которая заполняется кварцевым песком. В нем находится спираль, изготовленная из вольфрама или нихрома, ее концы выведены наружу для подключения проводов, подающих напряжение.

ТЭН располагаются в баке котлового агрегата. Мощность зависит от количества нагревателей. Аппарат комплектуется блоком управления, датчики которого отслеживают температуру и давление.

Электродные котлы представляют собой агрегаты, покрытые изолирующим материалом. Они более компактные по размерам. Внутри аппарата размещается один или несколько электродов, к которым подключаются фазные провода.

Ноль или заземление закрепляется на корпусе. Агрегаты имеют высокий КПД и отличаются быстрым нагревом теплоносителя. Отопление ТЭНовым котлом — способ менее эффективный, но такие аппараты самые дешевые и простые в обслуживании.

Устройства, работающие за счет электромагнитной индукции, имеют в своей конструкции катушку. При движении тока происходит разогрев сердечника и передача выделяемого тепла жидкости, циркулирующей в системе отопления.

Как работают котлы

Принципы действия электрического оборудования зависят от конструкции приборов.

Повышение температуры жидкости в системе отопления осуществляется:

• при выделении тепла током, если используются трубчатые нагревательные элементы;
• за счет электромагнитной индукции;
• путем прохождения тока через циркулирующую в приборе жидкость.

Насос, установленный в магистральном трубопроводе, перекачивает по нему разогретую воду из котла к теплообменникам, которые располагаются в помещении. Регулировка температуры жидкости в системе осуществляется с помощью блока автоматики, обеспечивающего периодическое включение устройства.

Агрегаты оснащаются комплексом датчиков, отслеживающих параметры работы и позволяющих вносить в нее коррективы. Для облегчения настройки и контроля к приборам подключаются программируемые комнатные термостаты.

Преимущества и недостатки

Достоинства электрических котлов:

• нет нужды в обустройстве дымохода и вытяжки;
• отсутствие необходимости оборудовать отдельное помещение;
• экологическая безопасность;
• небольшие габариты.

• энергозависимость;
• высокая стоимость электричества;
• чувствительность к перепадам напряжения;
• необходимость монтажа дополнительной проводки.

Для стабильной работы установки нужны стабилизаторы или блоки бесперебойного питания.

Какое оборудование лучше выбрать

Невозможно использовать твердотопливный котел в том случае, если нет системы отведения дыма и места для хранения энергоносителя. Электроагрегат не имеет смысла устанавливать при регулярных перебоях в бытовой сети.

Системы, работающие на твердом топливе, с ручным режимом загрузки не могут функционировать в поддерживающем ритме. При выгорании энергоносителя котел деактивируется, что приводит к остыванию жидкости, циркулирующей по отопительной магистрали.

При непостоянном нахождении в доме лучше выбрать электрическое оборудование. Этот вид устройства нужно устанавливать и при отсутствии места для монтажа твердотопливного агрегата.

Для компенсирования недостатков одного прибора достоинствами второго можно сделать комбинированную систему, состоящую из обоих видов аппаратов. Однако необходимо правильно настроить установку.

Как добиться совместной работы котлов

Использование двух типов агрегатов дает много преимуществ. Но нужно грамотно провести обвязку оборудования.

При выборе устройств для комплекса обращают внимание на соотношение показателей мощности. Оба аппарата врезаются в магистраль параллельно, чтобы они функционировали независимо. Кроме того, устанавливается тепловой аккумулятор.

Каждый из агрегатов настраивается на свою рабочую температуру:

• твердотопливный — 60-70 °C ;
• электрокотел — 40-50 °C.

Благодаря тепловому аккумулятору вода остывает медленнее. Это позволяет снизить расход энергии.