Как выбрать электрический котел с насосом и расширительным баком – выбор и установка

В тех случаях, когда применить газовое отопление не получается из-за отсутствия подающих магистралей, хорошим вариантом выступают электрические котлы с насосом. Благодаря целому ряду положительных характеристик эти приборы приобретают массовую популярность у потребителей.

Как устроен котел с насосом

В конструкции электрических помповых котлов нет ничего сложного. Главным их отличием от других подобных приборов является наличие насосного оборудования.

Основные блоки котла:

• Теплообменник. Выступает в качестве сердцевины конструкции электрического отопительного котла. В его состав входит емкость и внутренний нагревательный элемент.
• ТЭН. Обычно речь идет о нагревательных элементах трубчатого типа, хотя последние модели котлов с принудительной циркуляцией иногда оснащаются электродными нагревателями.
• Расширительный бак отопления. Внутри него хранится теплоноситель перед подачей в систему трубопроводов.
• Клапан. Следит за тем, чтобы вода не пошла по трубам в обратном направлении.
• Фильтр. Способствует извлечению из воды различных примесей.
• Электронный блок. Выполняет функцию управления, регулируя температурный режим работы котла, включая и выключая оборудование в нужное время.
• Циркуляционный насос. Обязательный элемент всей системы, поддерживающий стабильную скорость движения теплоносителя в контуре. Этим самым обеспечивается максимально эффективный теплообмен и прогрев жилища.

Для защиты всех конструкционных узлов электрического котла с насосом и расширительным баком применяется корпус с теплоизоляционной защитой, предотвращающий возникновение в работе оборудования излишних теплопотерь. Это позволяет заметно увеличить энергоэффективность системы отопления, сведя до минимума расход энергоносителей.

Как выбрать подходящую модель с расширительным баком

Выбирая электрический отопительный котел с насосом для своего дома, рекомендуется обращать внимание на следующие критерии:

• Мощность. Влияет на производительность работы ТЭНов в теплообменнике (ее указывают в кВт). Мощность котла характеризует именно нагревательные элементы. В большинстве случаев модели на современном рынке обладают мощностью от 2-3 до 60-70 кВт на ТЕН. Приборами с небольшой мощностью обычно отапливаются небольшие частные дома и дачи. Котлы с показателями более 50 КВт используются в промышленной сфере.
• Вместительность теплового аккумулятора. Благодаря этой емкости достигается существенное повышение экономичности работы котла, потому ее нужно обязательно установить. Величина объема теплового аккумулятора напрямую влияет на эффективность распределения теплоносителя в трубопроводе. Как советуют специалисты, при выборе бака нужно ориентироваться на соотношение 20 л/1 кВт мощности котла.
• Напряжение. В домах с однофазными сетями напряжением 220 В можно использовать котлы до 12 кВт. Если необходим монтаж более мощного прибора, то в таком случае придется прокладывать трехфазную сеть (380 В).
• Сечение коммутационных проводов. По мере возрастания мощности нагревательного оборудования нужно использовать более толстую кабельную проводку, подводящую к системе электричество. Приборы мощностью до 4 кВт можно оснащать кабелями сечением 4 мм 2 , а котлы в 12 кВт однофазного типа подключаются кабелями 16 мм 2 .

Кроме ТЭНовых приборов, к электрическим котлам относятся также электродные и индукционные. В последнем случае речь идет о небольшой диэлектрической трубке и ферромагнитном стержне. Теплоноситель двигается внутри трубки, нагреваясь за счет проходящего электротока. Достоинством данных моделей является долговечность, компактность и экономичность (функция «плавный старт» позволяет экономить почти 50% электроэнергии). Недостаток индукционных приборов заключается в наличии сложного блока управления.

Что касается электродных агрегатов, то они еще называются приборами «прямого действия» (из-за отсутствия нагревательного элемента). Обогрев теплоносителя происходит во время движения через него переменного электротока частотой 50 Гц. Подобное оборудование отличается безопасностью, т. к. оснащено автоматической системой безопасности. К недостаткам электродных котлов относят необходимость усиленной подготовки теплоносителя, который должен обладать нужным сопротивлением. Также потребуется регулярная замена электродов, из-за их постепенного растворения.

Как рассчитать мощность электрического котла

Выбирая подходящий вариант электрокотла с насосом и расширительным баком, прежде всего, ориентируются на его мощность. Она должна быть такой, чтобы были полностью компенсированы все теплопотери системы отопления. Кроме того, в обязанность котла входит бесперебойная подача горячей воды.

Прежде, чем выбрать подходящую модель обогревающего прибора, необходимо произвести подробный теплотехнический расчет. Во внимание там берется не только общая площадь обогреваемых помещений, но и состояние стен, пола и потолка, качество утепления, наличие современных окон и дверей. Для расчета котла для отопления частного коттеджа разрешается применять упрощенную схему. Используя нижеприведенную инструкцию, можно самостоятельно определиться с нужными параметрами устройства.

Для этого понадобится следующая формула:

W = S x Wуд /10м2, где:

• W – нужная мощность отопления (кВт).
• S – суммарная площадь всех отапливаемых помещений (м 2 ).
• Wуд – удельная мощность на 10 м 2 .

Wуд в разных регионах имеет разную величину. В областях с суровым климатом данный параметр колеблется в пределах 1,2-2. В центральной полосе России Wуд соответствует 1; в южных районах применяются величины 0,7 – 0,8.

Процедура установки

Чаще всего монтажные мероприятия осуществляются профессиональными установщиками, т.к. для этого требуется специальное разрешение. Однако знание последовательность операций не помешает: как минимум, это позволит осуществлять контроль проводимых работ, следя за правильностью реализации каждого этапа.

1. Сложнее всего при подключении электрической отопительной установки обеспечить ее необходимым питанием. Если имеющаяся проводка в состоянии поддержать мощность прибора, тогда никакое переустройство не потребуется. В противном случае приходится прокладывать дополнительную линию.
2. После решения вопроса с питанием проводится монтаж счетчика, электрощитка и УЗО (минимум на 25 А).
3. Котлы бывают настенными и напольными. Обычно все необходимые крепежи входят в комплект системы. После того, как установка электрокотла завершена, он присоединяется к счетчику кабелем оптимального сечения.
4. Датчики температуры коммутируются отдельной проводкой. В их задачу входит автоматическое регулирование включения и выключения нагревательных элементов.
5. Для установки теплового аккумулятора используется отдельный сантехнический шкафчик.
6. Некоторые модели не имеют встроенного циркуляционного насоса: в таком случае его нужно установить отдельно. Для этого потребуется наличие дополнительного провода для подачи питания на двигатель насоса.

Для соединения всех элементов в единую систему понадобятся трубы (металлические или металлопластиковые). Производя пробный запуск контура, нужно внимательно следить, чтобы нигде не было протечек теплоносителя. Как видно из описания, установочные работы достаточно сложны, поэтому предварительное изучение этого процесса не будет лишним.

Преимущества

Популярность электрокотлов с насосом для отопления объясняется следующими положительными характеристиками:

• Богатство ассортимента. В продаже представлены модели различной мощности, что дает возможность обзавестись именно той маркой, которая более всего соответствует условиям эксплуатации. Таким образом можно подобрать обогревающий прибор как для дачного дома, так и для промышленного помещения: в наличии всегда есть варианты с подходящими параметрами.
• Экономичность. Благодаря высокой энергетической эффективности современных отопительных котлов электрического типа (их КПД приближается к 99%) их использование позволяет сэкономить значительные финансы. Дополнительному экономическому эффекту способствует применение циркуляционной помпы, являющейся частью самой конструкции. Имея небольшое потребление энергии, она, тем не менее, заметно увеличивает скорость прохождения теплоносителя по всем трубам. Как результат, помещения прогреваются в разы быстрее.
• Экологичность. Подобная отопительная система во время своей работы не выделяет продукты сгорания. Поэтому нет необходимости тратить деньги на организацию дымохода и обеспечение дополнительного притока воздуха. По этой причине электрические котлы нашли широкое применение в городских квартирах и офисных помещениях. Важно помнить, что отсутствие дыма не означает, что вентиляция в доме может быть плохой.
• Удобство управления. Этому способствует максимальная оптимизация контролирующих и управляющих приборов. Как результат, следить за работой отопительного оборудования может даже дилетант. Большая часть представленных на рынке моделей оснащаются автоматическими управляющими блоками: это позволяет прибегать к настройке работы системы в очень редких случаях.

Оборудование данного типа в состоянии не только отапливать помещения, но также покрывать нужду в горячей воде. Чтобы оптимизировать систему водоснабжения, потребуется монтаж расширительного бойлера и бака объемом от 80 литров.

Недостатки

Наряду с множеством положительных характеристик, имеются у электрических котлов отопления с циркуляционным насосом и отдельные слабые стороны:

• Затраты на эксплуатацию подобного оборудования находятся в прямой зависимости от цен на электроэнергию. Это объясняет тот факт, что большинство стран признали электрические отопительные установки не такими эффективными, как газовые и твердотопливные аналоги. Для снижения затрат на эксплуатацию рекомендуется использование теплоаккумулирующего бака. Это позволят существенно снизить теплопотери и расход электроэнергии на подготовку теплой воды.
• Зависимость от исправной подачи электрической энергии. Двухконтурный электрический котел и циркуляционная помпа относятся к энергозависимым приборам. Поэтому, если в регионе случаются перебои с электроэнергией, то желательно выбрать другую разновидность обогрева для своего дома. Один из вариантов – установить резервный источник тепла, на случай «аварийной» ситуации. Чаще всего речь идет о твердотопливной печи или камине. До полноценных обогревателей им далеко, но подстраховать во время кратковременного выключения основного котла они, безусловно, смогут.
• Необходимость в качественной электропроводке. Это является обязательным условием для того, чтобы электрический котел в комбинации с циркуляционным насосом работал без всяких перебоев. Часто бывает так, что проводка в доме не соответствует предъявляемым требованием, и ее приходится полностью менять. Это в любом случае влечет за собой дополнительные расходы.

Естественно, что людей волнует также вопрос о стоимости эл котла с насосом. На ее размер во многом влияет то, какая именно модель была выбрана: чем мощнее прибор, тем дороже он стоит. Также следует обращать внимание на производителей, среди которых есть несколько проверенных отечественных компаний. В любом случае, не стоит обольщаться на дешевые образцы сомнительного качества.

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.