Электрический и твердотопливный котел в системе отопления

Твердотопливные котлы, несмотря на все очевидные преимущества и недостатки, имеют еще один скрытый аспект, на который со временем приходится обращать внимание. Системы отопления на твердотопливных котлах с ручным режимом загрузки не работают в поддерживающем режиме. Кончилось в топке топливо — котел перестаёт работать, соответственно, теплоноситель начинает остывать. Эта проблема хорошо знакома жильцам частного сектора и владельцам загородных домов.

Постоянно подбрасывать уголь или дрова, заполняя топку, не всегда представляется возможным, а остановка котла зимой чревата резким снижением температуры во всех жилых помещениях.

Лучшим вариантом предотвращения подобной ситуации станет отопительная система, в которой котёл электрический привязан к котлу твёрдотопливному.

Функции электрического котла в системе отопления твёрдотопливным агрегатом

Подключение электрического котла в систему совместно с твердотопливным обогревательным прибором является довольно распространенным инженерно-техническим решением. Такой вариант исключает вероятность остывания отопительной системы, предотвращает переохлаждение основного отопительного агрегата и сохранит комфортной температуру в доме. Электрический котел часто выступает в роли резервного обогревательного прибора, задачей которого является выравнивание температуры теплоносителя в системе отопления.

Схема расположения твёрдотопливного и электрического котлов при совместном использовании в системе отопления

Эксплуатация твердотопливных котлов нуждаются в периодическом контроле человеком — в загрузке топливом нуждаются все модели таких агрегатов.

На заметку: для традиционных котлов количество загрузок может доходить до 2-6 раз за сутки. Иначе обстоит ситуация с пиролизными котлами и агрегатами длительного горения. Здесь частого вмешательства человека не требуется. Одной загрузки топливом достаточно на 12-24 часа работы котла, а для некоторых моделей — и на 48 часов работы.

Главной задачей для владельца дома при включенном обогреве является недопущение остывания котла и отопительной системы. Котел электрический в паре с котлом твердотопливным успешно решают эту проблему. Рассмотрим подробно связку твердотопливного котла с нагревательным прибором, работающим от электричества.

Рабочая схема выглядит следующим образом: твердотопливный агрегат мощностью 50 кВт должен быть объединён с электрическим котлом, мощность которого составляет 28 кВт. Работа электронагревательного прибора – периодическая. Агрегат должен быть на подхвате — находиться в готовности к включению сразу после остановки основного оборудования. Электрический котел запускается, когда топливо в твёрдотопливном котле закончится, и температура теплоносителя в системе опустится до 50 0 С. При этом в контуре обязательно должен присутствовать бак с водой для системы горячего водоснабжения, выполняющий в данном случае роль теплоаккумулятора.

Основными элементами контура, потребляющими мощность автономных отопительных котлов, являются:

• отопительные радиаторы — требуют 30 кВт;
• система отопления «теплый пол» — до 15 кВт;
• накопительная емкость для системы ГВС — в среднем 300 л.

Внимание! Автоматика для регулировки переключения контуров в данной ситуации — связке агрегатов не требуется.

Электрический котел, работая вместе с теплоаккумулятором, являются группой, предотвращающей попадание в основной отопительный агрегат теплоносителя с температурой, упавшей ниже критической отметки в 50 0 С.

*
Установленный в системе насос периодически прогоняет теплоноситель по трубопроводу, сигнализируя о температуре в отопительном контуре. При опускании температуры теплоносителя до критической отметки электрокотел, снабженный ТЭНами, включается в работу, беря на себя задачу теплоснабжения дома. Термостат и трехходовый клапан обеспечивают контроль температуры бака горячего водоснабжения. При снижении температуры воды в контуре системы ГВС теплоноситель запускается в змеевик для подогрева горячей воды. Правильно подключенный электрокотел, грамотная обвязка с твердотопливным котлом, сделают вашу систему полностью контролируемой.

В описанной конструкции системы отопления всё отопительное оборудование, в том числе, трубопровод, при остановке основного обогревательного устройства надежно защищено от размораживания и не становится причиной перебоев с обогревом жилых помещений и горячим водоснабжением.

Комбинированные котлы отопления

Другим, менее затратным вариантом, является установка комбинированного агрегата, который представляет собой твердотопливный котёл и электрический агрегат одновременно.

Такие приборы используют для нагрева теплоносителя твердое топливо и электричество, будучи рассчитанными на взаимозаменяемость этих энергоносителей при работе. Особенность таких агрегатов является установка в резервуаре твердотопливного котла электронагревательных элементов — ТЭНами обеспечивается необходимый нагрев теплоносителя, проходящего по теплообменнику. Идея совместить электрическое устройство с твердотопливным агрегатом не нова, но наладить выпуск соответствующего отопительного оборудования стало возможным только после появления комбинированных устройств автоматики и материалов нового поколения.

Принцип действия комбинированных отопительных механизмов заключается в том, что, пока топочная камера свободна от основного вида топлива (дрова, уголь, торф и т.д.), основную работу по подогреву теплоносителя для отопления выполняет электричество. Благодаря установленным датчикам контроля, оборудование самостоятельно реагирует на изменения температурного режима, включаясь и выключаясь по мере необходимости.

На практике это выглядит примерно так: закладка топлива уже полностью прогорела, соответственно котел потух. Котловая вода соответственно начинает терять свою температуру. На смену твердому топливу приходит электрический подогрев. Теперь отопительный механизм работает как обычный электрокотел до тех пор, пока топка не будет заполнена очередной партией дров или угля.

После выхода основного агрегата на оптимальный режим работы, блок управления отключает электронагревательные элементы, отопление снова работает на твердом топливе.

Преимущества и недостатки комбинированного отопительного оборудования

Несмотря на высокую стоимость, комбинированные котлы имеют неоспоримые достоинства. К ним относится не только полный контроль над состоянием всей системы домашнего отопления, но и ряд других:

• прибор отлично справляется со своей работой, отапливая помещения с низкой энергозатратностью;
• комбинированные котлы представляют собой экологически чистые отопительные агрегаты;
• отсутствие конденсата, так как первый разогрев прибора осуществляется в обоих режимах — основном и вспомогательном;
• весь отопительный комплекс постоянно находится в рабочем состоянии, что актуально при длительном отсутствии хозяев дома.

Однако, у данной техники есть и недостатки.

Существенным минусом для комбинированных отопительных приборов является энергозависимость. При отсутствии напряжения в сети, система теряет свою эффективность и многофункциональность.

Важно! При монтаже оборудования необходимо учесть потенциал домашней электропроводки, которая может не быть рассчитана на мощность монтируемого оборудования. Наличие автоматов защиты малого ампеража приведет к постоянным перебоям с электричеством в доме. Перед установкой убедитесь, что отведенный для вас лимит электропотребления способен удовлетворить работу нагревательного оборудования.

В отличие от традиционных твердотопливных приборов, у которых КПД достигает 70-80%, комбинированные изделия имеют меньший коэффициент — приблизительно на 3-5%.

Как добиться совместной работы электрического и твердотопливного агрегатов

Если вы встали перед выбором, какому варианту индивидуального отопления отдать предпочтение — твёрдотопливному котлу, автономному электрическому агрегату или связке этих двух устройств, преимущества у последнего варианта. Для монтажа контура потребуется схема подключения обоих агрегатов, аналогичная газово-твердотопливному отопительному комплексу. Грамотно сделанная обвязка оборудования — гарантия эффективности и безопасности эксплуатации этого оборудования.

На предлагаемом видео подробно рассказано, как и каким способом выполнить подключение нагревательных приборов на твердом топливе вместе с электрическими нагревательными элементами

На что надо обратить внимание при монтаже:

• оба устройства должны иметь разумное соотношение мощности, нагревательный прибор на угле или на дровах является основным источником тепла, поэтому его мощность должна в два раза превышать мощность электрокотла;
• оба агрегата подключаются параллельно, что дает независимость работы одного от другого;
• агрегат на твёрдом топливе — основной и подключается к большому контуру, тогда как электрокотёл отвечает за температуру в малом;
• основной нагревательный агрегат оснащается трехходовым клапаном;
• для экономии энергоресурсов и обеспечения безопасности отопления, установка теплового аккумулятора обязательна;
• каждый нагревательный прибор выставляется на определенную температуру нагрева — для оборудования на твердом топливе рабочая температура должна быть 60-70 0 С, тогда как на электрическом агрегате устанавливается значение температуры в 40-50 0 С, так как за счет наличия теплоаккумулятора вода для отопления остывать будет медленнее, и электрокотел будет запускаться с оттяжкой по времени.

В итоге

В каждом случае владелец жилья сам принимает решение, каким образом организовать систему автономного отопления. Предложенные технические решения позволят не только устранить неприятные последствия затухания основного отопителя во время лютой зимы, но и даст некоторую экономию энергоресурсов.

Эффективность эксплуатации твёрдотопливных агрегатов и электрических котлов в паре доказана практикой — взаимодействие этих приборов дает больший комфорт и гарантирует надёжность теплоснабжения.

Комбинированные котлы на дровах и электричестве: оптимальное решение для отопления загородного дома

Еще какие-то полвека тому понятие «автономное отопление» подразумевало только один вид обогревателей – дровяную печь с грубой – теплообменником.

Сегодня же существует множество современных агрегатов, компактных и безопасных, способных извлекать тепло из других энергоносителей – газа, солярки, электричества.

Они нашли широкое применение в частном секторе и используются для отопления домов, коттеджей и даже отдельных квартир в многоэтажках.

Об отоплении частных домов

Установка двухконтурного газового котла современной модификации в трехкомнатной квартире и подключение его к автономной системе отопления повлечет за собой значительное снижение оплаты коммунальных услуг.

В загородных же домах автоматизированное отопительное оборудование способно упростить процесс обогрева здания, избавив от необходимости контролировать степень сгорания дров/угля и поддерживать пламя в топке печи.

Самым дешевым энергоносителем считается природный газ, но далеко не все районы, в особенности дачные кооперативы, газифицированы. И единственной альтернативой твердому топливу в подобных поселениях является электроэнергия, поэтому там получили широкое распространение электрические котлы отопления.

Но к сожалению, в наших условиях электроснабжение объектов третьей категории, к коим относятся дачные и жилые поселки, стабильным назвать нельзя. Согласно действующему законодательству, электроснабжающая организация имеет право отключить без предупреждения подачу электроэнергии к данным объектам на трое суток.

В любом случае в зимнее время даже трехдневное отключение может быть чреватым для дачного или жилого дома – возможно промерзание и разрушение водонесущих коммуникаций, конденсация влаги на внутренних поверхностях, конструкциях здания, что приводит к бурному росту плесневых грибков и назрушению декоративной отделки.

Как же быть в этой ситуации? Наилучшим выходом будет установка в систему отопления комбинированного котла, функционирующего и на твердом топливе, и на электричестве.

Схема и принцип работы комбинированного котла «электричество – дрова»

Конструкция

Конструктивно котлы «электроэнергия – дрова» напоминают обычные твердотопливные агрегаты, снабженные теплообменным резервуаром.

Основным отличием от последних является наличие одного или нескольких встроенных в бак трубчатых электронагревателей и более сложной автоматической системой управления.

Комбинированный котел может эксплуатироваться как в обособленных режимах (только твердое топливо или только электроэнергия), так и в совместном.

Строение комбинированного котла

Конструкция отопительного оборудования класса «электроэнергия – дрова» предполагает наличие следующих обязательных элементов:

• Корпус. Выполняется из листовой стали, покрытой снаружи термостойкой краской.
• Топка для твердого топлива. Расположена в нижней части агрегата, под баком.
• Дымоотводная труба. Размещается обычно в верхней части тыльной стороны устройства.
• Поддувало-зольник. Отделяется от топки посредством колосниковой решетки.
• На передней поверхности котла расположены четыре дверцы: топочная, поддувальная, воздушная и шуровочная.
• Также обязательными элементами комбинированных котлов является защитные, регулировочные и контрольно-измерительные: манометр, замок-шибер, регулятор, болт заземления, теплоограничитель, датчик температуры, сливная труба, клапан сброса давления и другие.

Технические характеристики

К основным техническим характеристикам комбинированных котлов «электроэнергия – дрова» относят:

• тепловую мощность агрегата при работе на твердом топливе и от электросети;
• потребляемую электрическую мощность;
• массу и габаритные размеры устройства.

Выбор комбинированного отопительного котла

На выбор гибридного котла влияет в первую очередь производительность. Чем она выше, тем большую площадь способна обогреть система отопления. Сегодня существует два основных подхода к расчету необходимой производительности отопительного оборудования:

1. Усредненный. Согласно данному расчету принимается, что при высоте помещений, не превышающей значения в 2500 сантиметров, для создания нормальной температуры требуется порядка одного киловатта производительности на каждые десять метров квадратных отапливаемой площади. Так, для небольшого дачного домика площадью 80 м. кв. потребуется аппарат мощностью 8 кВт, а для большего по размерам загородного коттеджа площадью 250 м. кв. нужно будет установить оборудование производительностью 25 кВт.
2. Исходя из теплопотерь. Принято считать, что уровень теплопотерь в домах без дополнительной термоизоляции (например, монолитно-бетонных) составляет 120-200 ватт на метр квадратный площади, в старых домах с теплоизоляцией – порядка 90-120, а в современных термодомах с вакуумными трехслойными стеклопакетами значение потерь составляет 60-90 ватт на метр квадратный.

Требуемая мощность отопительного оборудования рассчитывается исходя их формулы:

Мощность котла = теплопотери х площадь / 1000.

Получается, что для того же дачного дома, выполненного по современным технологиям, необходимо установить отопительный агрегат мощностью 4.8-7.2 кВт, а возведенного без теплоизоляции – 9,6-16 кВт.

Преимущества комбинированных котлов «электричество – дрова»

Рассмотрим преимущества подобных котлов на примере продукции от компании «Теплодар». Ознакомиться с ассортиментом и подробными характеристиками можно на официальном сайте.

Главным преимуществом подобного отопительного оборудования является возможность продуцировать тепло из различных энергоносителей – электрической энергии и твердого топлива.

Причем большинство современных модификаций данных агрегатов способно одинаково эффективно функционировать на различных видах твердого топлива – гранулированных пеллетах, угле, торфе, брикетах, дровах и прочих.

Именно это обуславливает стремительно возрастающую популярность подобного отопительного оборудования.

Особенно удобны гибридные агрегаты в дачных домах, в которых люди постоянно не проживают, а, скажем, посещают каждые выходные.

Для этих целей на время отсутствия жильцов на котле, работающем от электричества, выставляется минимальный режим для поддержания температуры в помещениях порядка +5…+10 градусов, а по приезде хозяева включают отопление на полную мощность, подбрасывают в топку дров и дачный дом быстро прогревается.

После достижения комфортной температуры можно отключить ТЭН, используя для прогрева только дрова либо выставить его в режим «поддержки», при котором основную нагрузку по выработке тепла берет на себя топка, электронагреватель же подключается только, если вдруг забыли подложить топливо.

Эта функция осуществляется автоматически, нет нужды постоянно дежурить возле комбинированного котла.

Для чего необходим теплообменник для системы отопления? Их виды и принцип работы.

На что обратить внимание?

При покупке комбинированного котла «электроэнергия – дрова» следует обращать внимания на следующие факторы:

• возможность подключения водонагревательного контура и его тип;
• материал изготовления теплообменника. Чугунный является максимально коррозионноустойчивым, но в случае частых перепадов температур возможно его растрескивание. Стальной же обладает большей пластичностью, но подвержен коррозионным процессам. Поэтому в случае постоянной работы агрегата в зимнее время следует отдать предпочтение первой модификации. Вторая больше подойдет для дачи с периодическим посещением. При использовании стального теплообменника желательно использовать в качестве теплоносителя жидкости, обладающие антикоррозионными свойствами и неспособными замерзать при отрицательных температурах;
• наличие защитного клапана. Этот элемент сегодня является обязательным элементом, обеспечивающим безопасность эксплуатации отопительной системы. В случае превышения безопасного порога давления этот клапан автоматически стравит часть перегретого теплоносителя в подготовленную емкость;
• при прочих равных условиях следует отдавать предпочтение конструкциям с более объемной камерой для твердого топлива. Ее размер напрямую влияет на необходимую частоту закладки дров;
• материал изготовления колосника. Наилучшим считается чугунный, поскольку способен нормально «работать» со всеми разновидностями твердого топлива: дровами, углем, торфом, пеллетами и иным;
• также необходимо учесть габаритные размеры котла, его вес, чтобы заранее спрогнозировать возможность установки в выбранном месте.

Какой комбинированный котел выбрать?

Сегодня в России благодаря постоянно растущему спросу на гибридное котельное оборудование появляется множество новых изделий иностранного производства, налаживается выпуск собственной тепловой продукции.

Например, российский комбинированный агрегат Warmos-TT, производимый компанией «Эванс» приспособлен для сжигания любого вида твердого топлива, одинаково хорошо отрабатывает и на угле, и на пеллетах, и на влажных дровах. КПД котла средний – до 75 процентов.

Из основных преимуществ – небольшие габариты и масса. Зато цена на него втрое меньше, чем у финского аналога производства компании Jäspi Group. Это одни из немногих гибридных устройств, нашедших массового потребителя в России.

Объясняется это, в первую очередь, сходством климатических условий, то есть финское тепловое оборудование неплохо отрабатывает в условиях суровой русской зимы.

К тому же компания-производитель котельного оборудования на рынке теплотехники уже не один десяток лет, поэтому использует выверенные технологии изготовления.

Видео. К омбинированный котел TEHNI-X КОТ-15-У-П-премиум:

Комбинированное отопление: монтаж и требования к установке

Котлы комбинированного типа в связи с использованием различных типов топлива требуют соблюдения больших параметров при установке, нежели изделия, функционирующие на одном энергоносителе. Так, для безопасной эксплуатации агрегатов типа «электроэнергия – дрова» необходимо соблюдение следующих условий.

Требования к помещению

• Во-первых, комната должна быть отделана негорючими материалами, неспособными распространять огонь.
• Во-вторых, запрещается устанавливать любое электрооборудование негерметичного исполнения (IP ниже 44) во влажных помещениях – душевых, ванных.
• В третьих, комната должна быть оснащена качественной приточно-вытяжной вентиляцией, желательно принудительной. Это обеспечит приток уличного воздуха, насыщенного кислородом, что, в свою очередь, поспособствует полному сгоранию топлива.
• И в-четвертых, перед установкой тяжелого отопительного оборудования, масса которого составляет несколько центнеров, необходимо продумать укрепление поверхности пола.

Требования к дымоходу

Поскольку время от времени нагреватель приходится эксплуатировать на твердом топливе, необходима установка дымохода.

Главным условием качественной дымоотводящей трубы является отсутствие в ней отверстий, щелей, пробоин, герметичное соединение всех стыков и наличие хорошей тяги, что обеспечивается установкой дымохода таким образом, чтобы верхняя его часть выступала над уровнем кровли на расстояние не меньше, чем полметра.

Также дымоход должен быть надежно утеплен, дабы исключить возникновение конденсата, что может привести к образованию ледовых пробок внутри трубы.

Требования к электросети

Электрическая сеть для подключения ТЭНов комбинированного котла должна соответствовать конфигурации и мощности теплового оборудования:

• При потребляемой мощности до трех-четырех киловатт обычно применяются однофазные нагреватели, а при превышении этим показателем 5-киловаттной отметки агрегаты оборудуются трехфазными ТЭНами.
• Сечение электропроводки должно соответствовать максимальному значению тока потребления устройства.
• Аналогичным образом подбирается и автоматика защиты котельного оборудования: по току – в соответствии с сечением питающей электропроводки. То есть выбирается ближайшее большее стандартное значение из номенклатуры автоматики защиты, чем максимальная мощность котла, но меньшее, чем способна выдержать электропроводка.
• Также рекомендуется подключение агрегата через дифференциальное реле (устройство защитного отключения), срабатывающее при значении тока утечки в 30 миллиампер.
• Сначала нужно произвести тщательную прочистку отопительного контура специальным средством либо смонтировать новую систему.
• Установить на подходящих и отходящих трубах шаровые краны.
• Смонтировать дымоходную трубу согласно правилам безопасной эксплуатации.
• Присоединить дымоход к патрубку котла, тщательно обработать термостойким герметиком.
• Подключить систему отопления к агрегату.
• Проверяем наличие тяги и плотность закрытия всех дверок в котле.
• Монтируем вблизи агрегата щиток с автоматикой защиты, подключаем к питающей сети.
• Гибким трех- либо пятижильным кабелем подключаем клеммы коробки котла к автоматам. Не забываем подключить заземляющий провод.
• В случае однофазного исполнения аппарат можно оборудовать евровилкой и подключать к трехполюсной розетке.

На видео вы можете увидеть, как проходит подключение твердотопливного котла Ретра 3М к электричеству:

Комбинированные котлы: установка по шагам

Стоимость комбинированного теплового оборудования начинается с 300 $. Но это самые маломощные и ненадежные котлы российского и украинского производства. Оптимальными по соотношению цена/качество считаются отечественные агрегаты стоимостью от 700 $.

Например, это модификация АОТВК-0-14-3, способная эффективно отапливать здание площадью до 110 метров квадратных. Мощность котла составляет 14 кВт при использовании твердого топлива и 3 кВт при питании от электросети. Стоимость более мощного и габаритного котла этого же производителя (22 и 6 кВт соответственно) может достигать значения в 1000 $.

Импортные агрегаты от европейских производителей значительно дороже.

Стоимость монтажа

Стоимость работ по установке и подключению комбинированных отопительных котлов зависит от множества факторов:

• габаритов и массы оборудования;
• сложности обвязки – запорной арматуры, насоса, расширительного бака и других элементов системы;
• необходимости подготовки основания;
• сложности обустройства дымохода.

Минимальная стоимость всех операций по установке и подключению гибридного отопительного оборудования составляет 4500 рублей.

Как выбрать тепловой насос для отопления дома? https://klimatlab.com/otoplenie/alt_energiya/teplovoj-nasos-dlya-doma.html Перейдите по ссылке и прочитайте.

Подводя итоги к данной статье, следует выделить главные достоинства и недостатки комбинированных котлов типа «электроэнергия – дрова».

Достоинства:

• способность сжигать любой вид твердого топлива;
• возможность одновременной работы топочной камеры и ТЭНов;
• независимость от наличия электроснабжения;
• возможность поддерживать минимальную температуру во избежание промерзания дома в отсутствие хозяев.

Недостатки:

Из недостатков можно выделить только один – маленький объем топочного отделения, что потребует частой закладки твердого топлива при отсутствии электроснабжения. В остальном гибридные отопительные агрегаты вобрали в себя все достоинства газовых и твердотопливных котлов.