Электрический твердотопливный котел: принцип работы, плюсы и минусы

Владельцы твердотопливных отопительных систем не понаслышке знают, как важно вовремя совершать погрузку топлива в котел, чтобы конструкция беспрерывно обогревала частный дом. В среднем, необходимо в пределах каждых 5 часов делать дополнительную погрузку. Если же такая ситуация происходит в ночное время, то вся система остывает.

Температурный режим при этом значительно снижается и для того, чтобы восстановить уютный микроклимат жильцам нужно вставать ночью или рано утром и затапливать оборудование заново. Все это вызывает ряд неудобств, в связи с постоянной необходимостью присутствия человека. Данный недостаток является одним из самых существенных в конструкции отопительного прибора. Но существует несколько способов, с помощью которых можно найти решение данного вопроса.

Электро твердотопливный котел – это комбинированный отопительный аппарат, который способен функционировать в автономном режиме и после перегорания дров переключается на альтернативный источник тепловой энергии – электричество.

Именно поэтому, необходимо более детально изучить что из себя представляет конструкция, как она работает, какие нюансы в процессе выбора установки и другие особенности.

Принцип действия котлов на твердом и электрическом топливе

В основе работы установки лежит использование резервного источника тепловой энергии. В целом это выглядит так: после того, как переработан основной энергоноситель – древесина или уголь, происходит подключение электрического тэна, который позволяет удержать температурный режим до того, как не будет загружено твердое топливо в систему.

С помощью водяной рубашки комбинированная установка продолжает подогревать теплоноситель, который способствует качественному обогреву всей системы.

Такая установка может дополнительно укомплектовываться специальным оборудованием, к примеру, нагревательным блоком.

Твердотопливный электрический котел имеет два метода переключения с одного топлива на другое, в зависимости от уровня автоматизации конструкции:

1. С ручным переключением – комплектация не предусматривает наличие терморегулятора и датчиков температурного режима, по такому принципу устроена базовая модель агрегата. Этот метод переключения не решает основную проблему твердотопливных установок, так как требует регулярного вмешательства жителей дома.
2. С автоматическим включением – аппарат имеет в комплекте автоматический блок управления и датчики температуры. Все процессы переключения осуществляются автоматически с поддержанием существующего температурного режима, что позволяет длительное время использовать установку без присутствия человека.

Правильный выбор электро твердотопливного котла

Комбинированные отопительные устройства имеют множество отличий от промышленных агрегатов. В основном это касается показателя производительности. Меньшей мощностью обладает и электрический нагреватель, и теплообменник.

Качественный агрегат должен соответствовать ряду технических параметров и характеристик:

• наличие дополнительного контура для горячего водоснабжения (позволяет сэкономить на приобретении дополнительного оборудования для обеспечения горячей воды);
• комплектация горизонтальными колосниками (они необходимы для котлов, которые работают на угле, торфе);
• вес оборудования (качественные котлы изготавливают из прочного чугуна, которые достигают массу в несколько центнеров);
• период горения (в основном стандартные котлы могут работать до следующей закладки топлива 4 часа, если же устройство длительного горения, то дозаправку можно не проводить около 8 часов, а при включении резервного устройства – несколько суток).

Кроме того, на стоимость и качество твердотопливного котла с электронагревом влияет наличие дополнительных элементов комплектации, компании-производителя, а также расхода топлива.

Как подобрать котел по производительности?

Для того, чтобы максимально эффективно использовать котел на твердом и электро топливе, необходимо правильно рассчитать необходимую мощность установки. Она зависит от общей площади отапливаемого помещения.

В точности все расчеты может провести специалист в теплотехнике, но приблизительный вариант для потолков с высотой до 2,7 м составляет:

1. Находите общую площадь всех отапливаемых помещений.
2. Рассчитывается необходимая мощность оборудования в расчете 1 кВт на 10 м 2 .
3. Если вы устанавливаете двухконтурное устройство, то к полученому результату прибавляете от 20 до 30% для горячего водоснабжения.

Что же касается производительности тэнов, то для бытового использования выбирают модели с общей мощностью до 9 кВт.

Положительные и отрицательные моменты в установке электрического твердотопливного котла

Оборудование данного типа призвано решить основную проблему, с которой сталкиваются владельцы твердотопливных агрегатов. Теперь резервный аппарат на электротэнах позволяет автоматически переключать оборудование на электричество и поддерживать температурный режим в частном доме.

В летний период установка может функционировать только по одному контуру для горячего водоснабжения. Но кроме положительных сторон, данное оборудование имеет несколько недостатков, связанных с техническими характеристиками аппарата и его работоспособностью.

В заключение видео технические характеристики и особенности котла «дрова-электричество»:

Совместная работа твердотопливного и электрического котлов

Хочу рассказать о личном опыте отопления дома двумя котлами с последовательным включением. Схема не является классической и имеет свои недостатки и преимущества. Необходимо так же учесть, что оплата электроэнергии, в моем случае, происходит по льготному тарифу (про оформление льготы в конце статьи).

Итак, ввиду отсутствия магистрального газа, имеется твердотопливный котел Protherm БОБЕР 20 DLO , работающий на угле (ростовский антрацит). Отопление дома в 140 кв.м происходит с помощью радиаторов, а первый этаж и санузел второго дополнительно имеют водяные теплые полы. Система отопления закрытая с принудительной циркуляцией.

Отопление исключительно электричеством не рассматривалось ввиду его дороговизны, несмотря на сниженный тариф. Стоимость одного киловатта тепла, вырабатываемого угольным котлом, составляет порядка 1 рубля , а «электрическое» тепло практически выходит по цене электрического киловатта — 5,53 руб./кВт ( 2,77 руб. — льготный тариф).

Электрический котел мощностью 9 кВт (такой мощности недостаточно для отопления дома в самые холодные дни) подключен последовательно с твердотопливным путем врезки в прямую трубу:

По твердотопливному котлу никаких претензий нет, он отлично справляется с задачей и четко поддерживает температуру теплоносителя с помощью термостата с цепочкой.

При работе угольного котла нагретый теплоноситель проходит через электрический котел и поступает на радиаторы отопления и смесительный узел теплого пола. Термостат электрокотла выставлен на 40 °С , поэтому когда температура в прямой трубе падает ниже этого значения (прогорание угля) включаются ТЭНы и начинают поддерживать заданную температуру теплоносителя.

Иногда, когда нет охоты растапливать уголь, используем только электрический котел. Но, желательно, первоначально прогреть помещения более дешевым теплом, особенно теплоемкий теплый пол.

Основным преимуществом последовательного соединения является простота реализации.

Главный недостаток такого подключения состоит в том, что после прогорания топлива заслонка твердотопливного котла остается открытой и происходит потеря тепла через дымоход. Ведь через теплообменник угольного котла проходит подогретый электрокотлом и прошедший по системе отопления теплоноситель. Необходимо после прекращения горения полностью закрыть поддувало.

Неплохо выручает электрокотел в межсезонье, когда топка котла при минимальной загрузке либо перегревает дом, либо уголь сгорает с минимальным КПД. Но наиболее экономичен в этот период тепловой насос или просто кондиционер с функцией обогрева при минусовой температуре наружного воздуха.

Приглашаю знатоков высказать свое мнение в комментариях.

Не забывайте ставить « лайк » и подписываться на канал если вам понравилась статья.

Статьи, которые могут быть полезны:

Отопительные котлы на твердом топливе и электричестве: бюджетная конструкция для безопасного отопления

Одна из основных проблем при использовании твердого топлива — необходимость часто вручную растапливать котел. Промедление может стоить вам размороженных труб и батарей; чтобы обезопасить их, в контур отопления часто заливается антифриз. Котел отопления на твердом топливе и электричестве — альтернативное решение этой проблемы.

Герой статьи внешне не отличается от обычного котла на твердом топливе.

Устройство

Перед нами самый обыкновенный твердотопливный отопительный котел для частного дома, способный работать, как правило, на нескольких видах топлива: угле, дровах, пеллетах, торфяных брикетах или даже сухом бытовом мусоре. Внизу — зольник; над ним — топка, в верхней части которой размещен бак теплообменника.

Механизм работы прост и понятен:

• Топка разжигается;
• Тепло сгорания топлива передается воде в теплообменнике;
• Нагревшаяся вода расширяется и устремляется вверх, к патрубку подающего трубопровода контура отопления и далее в сам контур. Внутри бака ее замещает поступающая из обратного трубопровода более холодная и плотная вода. Начинается процесс естественной циркуляции.

Однако по мере того, как запас топлива сгорает, температура подачи падает, а скорость циркуляции замедляется. При достижении критического значения температуры в баке срабатывает автоматика и… включаются встроенные в теплообменник трубчатые электронагреватели. Система отопления продолжает работать, пусть и не в полную мощность.

Внимание: наиболее дешевые твердотопливные котлы с электротеном не оборудованы автоматикой. Электрические нагреватели включаются вручную.

Особенности и полезные мелочи

• Цена комбинированного устройства этого типа практически не отличается от твердотопливного котла аналогичной мощности. В самом деле, конструктивные различия сводятся лишь к нескольким копеечным трубчатым нагревателям и простейшему термостатическому выключателю.

На фото котел АОТВК 20+6. Площадь отопления на твердом топливе — до 170 м2. Мощность электронагревателя — 6 киловатт. Стоимость — 16 900 рублей.

• Твердотопливный котел с электротеном после переключения на электропитание способен лишь поддерживать минимально допустимую температуру в контуре. Он не является полноценной заменой электрической отопительной установке. Типично суммарная электрическая мощность ТЭНов составляет не больше трети от номинальной тепловой мощности устройства.
• Большая часть бытовых устройств вследствие малой мощности электрической части (6 — 9 киловатт) не требуют трехфазного питания. Они подключаются к 220 вольтам. Разумеется, через отдельный автомат.

Внимание: все устройства с мощностью, превышающей 3,5 киловатта, подключаются к щитовой отдельным кабелем. Бытовые розетки в цепи питания недопустимы: они рассчитаны на ток не выше 16 ампер.

• За исключением кабеля для питания ТЭНов, инструкция по установке ничем не отличается от обычного твердотопливного котла:

Любопытно, что у этого агрегата есть не только электрический нагревательный элемент, но и варочная плита.

1. Устройства, как правило, весьма массивны и поэтому устанавливаются на собственный фундамент. Впрочем, есть и исключения: к примеру, отечественный Каракан АКТВ 10-ТПЭ весит всего 85 килограммов.
2. Основание для установки должно быть негорючим. Минимальное расстояние от стен из горючего материала — полметра; все воспламеняющиеся поверхности защищаются оцинкованным стальным листом с прокладкой асбестового волокна.
3. Под дымоход в стенах или потолке делается короб, заполненный базальтовой ватой. Обшивка — все та же оцинковка. Деревянные элементы конструкции должны находиться не ближе 15 сантиметров даже при использовании сэндвич-трубы.
4. Твердотопливные котлы длительного горения могут монтироваться своими руками без каких-либо согласований и разрешений.
5. ТЭНы в теплообменнике в полной мере подвержены той же болезни, что у всех ТЭНовых электрокотлов — образованию накипи. При периодическом использовании эффективность нагрева будет заметно снижаться. Исключение — закрытые отопительные системы с использованием бойлеров косвенного нагрева: в них после выпадения в осадок всех минеральных солей новым взяться просто неоткуда.

Плюсы и минусы

Насколько хороша предлагаемая конструкция? Есть ли у нее серьезные недочеты?

Достоинства

• ТЭНы — это эффективная страховка от разморозки. Оставив дом с водяным отоплением без присмотра на пару-тройку дней, вы не столкнетесь с необходимостью восстанавливать порванные льдом батареи, разводку и не обнаружите наросты льда на стенах.

Восстанавливать размороженное отопление — работа длительная и дорогостоящая.

• Задержки с завозом дров перестают быть серьезной проблемой. Да, жарко дома не будет; но переждать непогоду вы сможете.
• От схемы с двумя котлами разного типа комбинированные твердотопливные электрические котлы очень приятным образом отличаются низкой конечной стоимостью проекта. Мы оплачиваем всего ОДИН котел, причем относительно недорогой (10-киловаттные отечественные модели с 3-киловаттной группой ТЭНов обходятся в 13-15 тысяч рублей). Ни второй котел, ни гидрострелка со сложной схемой согласования не нужны.
• Большая часть устройств этого типа не требует обязательного присутствия в схеме циркуляционных насосов. И при работе на твердом топливе, и при включении электрической вставки возможна естественная циркуляция без перегрева каких-либо частей контура или самих ТЭНов.

Недостатки

В сущности, существенный недостаток всего один. Если отапливаться дровами и углем почти столь же выгодно, как магистральным газом, то прямой нагрев электричеством — самый дорогой способ обогреть свое жилье. Каждый киловатт тепловой мощности будет обходиться владельцу в 4 рубля в час.

Однако: вспомним, что речь идет о практически бесплатном дополнении твердотопливного отопительного устройства. И в этом качестве ТЭНы лишними никак не назовешь.

Впрочем, отопление электричеством более перспективно, чем использование для той же цели газа или других видов ископаемого топлива.

Альтернативы

Можно ли заменить электрический твердотопливный котел какой-либо дешевой схемой отопления с той же функциональностью?

Давайте разложим проблему на составляющие. Нам необходимы:

• Максимальное увеличение времени между растопками.
• Страховка от разморозки на случай, если дрова закончатся, а их завоз в силу каких-то причин затянулся.

Первая проблема может быть решена включением в контур отопления теплоаккумулятора. Это обычный теплоизолированный бак большого объема (как правило, от 300 до 2000 литров), вмещающий соответствующий объем горячей воды.

Работа отопления в этом случае выглядит так:

• Твердотопливный котел растапливается и сжигает запас топлива на максимальной мощности. Этот режим оптимален и с точки зрения КПД, и в плане чистоты продуктов сгорания: тепловая мощность регулируется ограничением притока воздуха, и при ее ограничении дымоход быстрее зарастает дегтем и сажей.
• Полученная тепловая мощность утилизируется на нагрев воды в теплоаккумуляторе.
• После прогорания топлива накопленное тепло продолжительное время расходуется на нагрев отопительных приборов. Котел можно растапливать не чаще раза в сутки.

Схема отопления с буферной емкостью.

Можно ли заменить чем-то твердотопливный электрический котел при длительном отсутствии дров или угля?

Рабочих схем, не дающих теплоносителю замерзнуть, можно придумать множество. Самая примитивная — включенный циркуляционный насос, гоняющий воду по контуру, и направленный на один из радиаторов электрический тепловентилятор. Функцию страховки может выполнять и недорогой газовый конвектор с баллоном.

Однако нужно признать, что все эти схемы требуют ручного включения и постоянного контроля. С точки зрения удобств герой нашей статьи вне конкуренции.

Заключение

Видео в конце статьи предложит вам дополнительную информацию об этих любопытных отопительных агрегатах. Надеемся, что вы получите ответы на интересующие вас вопросы (читайте также об особенностях теплоаккумулятора для твердотопливного котла).