Принцип работы электрокотлов

Для обогрева жилых и промышленных помещений сегодня очень часто используются электрокотлы. Стоит отметить, что продолжительный отрезок времени все промышленные и административные здания, а также квартиры обогревались при помощи центрального отопления. Но, по мнению специалистов, нынешние технологии обогрева позволяют достичь куда более высокого КПД при меньших энергетических затратах. Так в частности можно привести пример использования автономных отопительных устройств и агрегатов, на разных видах топлива, которые можно комбинировать в системах отопления. В свою очередь стоит отметить практичность и рациональность использования именно электрокотла, а не его газовых и твердотопливных аналогов. И в данной статье будут рассмотрены все основные принципы устройства и работы данных агрегатов именуемых электрокотлами.

Схема подключения электрического котла

На что обратить внимание при выборе электрокотла

В первую очередь параметр, на который нужно сделать акцент при покупке котла – это площадь помещения, которую нужно обеспечить теплом. Исходя из данного критерия, нужно правильно выбрать мощность котла. И соотношения мощности на площадь должна быть выдержана в пределах 1кВт на 10м2, при этом высота потолка не должна достигать уровня более 3 метров.

Схема монтажа электроводонагревателя

Самыми практичными и функциональными считаются двухконтурные электрокотлы с диапазоном рабочей мощности от 6 и до 15 кВт. В свою очередь для частных коттеджей в основном применяются агрегаты с мощностью от 20 до 30 кВт. Это обусловлено тем, что современные загородные дома и коттеджи имеют не малую жилую площадь, которая нуждается в обогреве.

Как работает электрокотел

По своему принципу работы электрокотлы очень просты и надежны. Они нагревают систему отопления при помощи передачи нагревательными электродами энергии теплоносителю. А уже теплоноситель отдает тепло трубам и радиаторам, которые и нагревают помещение. Стоит также отметить, что данные агрегаты имеют очень хороший КПД, а также практически мгновенно выдают свою номинальную мощность, тем самым в значительной степени сокращая время на нагрев помещения.

Также электрокотлы оборудованы электронными системами защиты от перегревов и других непредвиденных ситуаций (утечка теплоносителя из системы). Таким образом, система электронного контроля отключит котел, если система зафиксирует какое ни, будь отклонение в работе агрегата. И потому электрокотлы считаются более безопасными в отношении взрыво и пожароопасности, чем их газовые и твердотопливные коллеги. Также электрокотлам можно проводить самостоятельное техобслуживание, потому как конструкция устройства очень проста, и не требует особых технических знаний. И потому провести ряд небольших манипуляций по его очистке и или замене, какой либо детали не отнимет много времени.

В использовании электрокотлов, в помощь его хозяевам станет многотарифный учет электроэнергии.

Безусловно при использовании электрокотла расход электричества увеличится в разы и чтобы компенсировать данные затраты необходимо перейти на многотарифный учет электричества. И данный шаг позволит существенно снизить затраты, на обгорев помещения посредством электрокотла. Таким образом, часы пик потребления электроэнергии приходятся на 8-11 часов утра и на 20 — 22 часов вечера. Именно в эти часы потребляется основная часть электричества в целом, как бытовыми потребителями, так и промышленными.

Самым приемлемым периодом для потребления электричества считается время с 23 часов вечера и до 6 часов утра. Этот отрезок времени являться тем во время, которого происходят наименьшие нагрузки на электросеть. И потому данный период времени будет экономически целесообразно использовать для обогрева помещения посредством электрокотла. Таким образом, можно создать эффект экономии, до 30% который будет выражен в финансовом эквиваленте.

Схема и принцип работы электрокотла

Уже доказано на практике что именно комбинированное использование ночного и дневного тарифа является максимально экономически выгодным при использовании электрокотлов. Также очень распространенным решением вопроса обогрева считается комбинированные системы. То есть когда в одну систему обогрева подключено одновременно двух и более нагревательных устройств работающих на разном виде топлива. Такие комбинированные системы сводят к минимуму затраты жидкого и твердого топлива тем самым снижая затраты и на эксплуатацию самих устройств.

Схема подключения электрических котлов

Электрокотлы на столько универсальны, что их монтаж можно проводить практически в любую систему отопления.

Кроме того, что данные агрегаты нуждаются в электричестве больше никаких особых условий и требований эти устройства к себе не требуют. Многие владельцы частных домов пришли к решению установки электрокотлов только благодаря многочисленным положительным отзывам о данных устройствах. И еще, потому что сами по себе электрокотлы очень не прихотливы в эксплуатации и к тому же занимают очень мало места. В целом также дизайн электрокотла при условии его монтажа в проходной комнате не испортит общий вид интерьера своим видом. Потому как их дизайн очень аккуратный и лаконичный. В комплектацию электрокотла включены расширительный бак, нагревательные электроды, и электронное устройство для мониторинга и контроля работы котла.

Схема обвязки котла отопления

В принцип работы электрокотла, положен принцип обыкновенного электрического кипятильника. Только в данной конструкции применен более мощный и долговечный элемент, нагревающий рабочую жидкость отопительной системы. В свою очередь после нагрева теплоноситель передает всю полученную энергию трубам и радиаторам отопительной системы.

Стоит отметить, что данные устройства имеют очень высокий уровень КПД и очень часто этот показатель приближен к уровню 100% отдачи.

Кроме того, подобные агрегаты очень просты в эксплуатации. Также к достоинствам этих механизмов можно отнести низкую стоимость запасных частей, абсолютно бесшумную работу агрегата, экологическую безопасность, а также пожаробезопасность обусловленную электронными контролерами устройства. В свою очередь механизм е настолько идеален и имеет свои минусы. Так в частности эти недостатки касаются отечественных электросетей. Именно наши электросети – регулярно подымают стоимость кВта электроэнергии, подают не стабильное напряжение, которые сказывается на сроках эксплуатации электрического оборудования, и очень часто могут отключать электричество вообще.

Видео по теме

Электрокотел — «за» и «против»

Все электрические устройства и агрегаты имеют как положительные стороны своей конструкции, так и отрицательные. Также данное определение относиться и к электрокотлам.

Достоинства

Итак, к его преимуществам стоит отнести:

• Малые габариты, которые позволяют провести его врезку и монтаж практически в любом месте дома или производственного помещения;
• Подобные нагревательные агрегаты имеют невысокую стоимость;
• Конструкция устройства позволяет оперативно достигать номинальной мощности агрегата;
• Имеют ряд электронных контроллеров, которые предотвратят всякого рода аварии при возникновении, каких либо ошибок в работе системы (утечка воды, скачки напряжения в электросети, повреждения нагревательного элемента);
• Не требуется разрешительной документации которая так необходима при установке газовых и твердотопливных котлов.

Недостатки

В свою очередь отметим и ряд недостатков присущих данного рода устройствам:

• Устройство электрокотлов таково, что нуждается в определенной температуре теплоносителя, это необходимо для того, чтобы обеспечить правильную, эффективную и корректную работу агрегата;

Но стоит отметить, что измерить температуру в системе не всегда возможно.

• Конструкцией электрокотлов предусмотрен интенсивный обмен тепла с теплоносителем, что обуславливает хорошую циркуляцию рабочей жидкости в системе отопления, и данное условие требует строгого баланса. Потому как при его нарушении может произойти сбой в работе агрегата;
• Также не допустимо использования в системе отопления электрокотлов жидкостей подобных – тосолу, антифризу и других незамерзающих жидкостей.

Заключение и выводы

Вот и все, что хотелось сказать, о данного рода устройствах. В их конструкциях все — таки больше положительных моментов, нежели отрицательных. Но все же выбор за клиентом и потому каждый покупатель сделает отдельный анализ изложенной информации. И придет к своему выбору самостоятельно.

Как работает электрический котел для отопления частного дома

Отопление дома или квартиры с помощью электричества отличается простотой и высоким КПД. Этот способ экологически безопасен и не требует сжигания топлива. При подборе оборудования важно понимать принцип работы электрокотла, чтобы правильно организовать обогрев помещения. Нужно быть готовым к тому, что содержание приборов потребует затрат.

Критерии выбора электрического котла для частного дома

При подборе отопительной установки необходимо учитывать несколько факторов:

1. Мощность зависит от площади обогреваемого помещения.
2. 1-контурные модели предназначены только для теплоснабжения дома или дачи, а 2 линии способны обеспечить потребителя горячей водой.
3. Принцип работы. Распространение получили электродные, индукционные и модели с ТЭНами.
4. Наличие дополнительных функциональных возможностей, позволяющих упростить управление котлом.
5. По типу монтажа могут быть напольные или настенные.
6. Производитель оборудования. На рынке представлены аппараты российских, итальянских, немецких, словацких компаний.

Разновидности электронагревателей

В быту нашли применение три типа устройств:

1. ТЭНовый. Жидкость нагревается в трубчатом теплообменнике. Агрегаты отличаются невысокой ценой и простотой в обслуживании. Чувствительны к образованию накипи на стенках нагревательного элемента.
2. Электродный. Нагрев осуществляется за счет ионизации теплоносителя под воздействием тока.
3. Индукционный. Устройства используют эффект электромагнитной индукции для повышения температуры жидкости. Особенность установки — высокая стоимость и низкое энергопотребление.

Для организации теплоснабжения частного дома или дачи подойдет любой тип отопительного прибора.

Преимущества и недостатки оборудования

Использование электрокотлов для обогрева помещений имеет следующие достоинства:

• высокая эффективность, которая сочетается с небольшими размерами — КПД установок индукционного типа достигает 99%;
• электрические теплогенераторы являются альтернативным вариантом при отсутствии подводки газа к дому;
• хорошая ремонтопригодность;
• бесшумная работа;
• отсутствие открытого пламени;
• безопасность;
• не требуется наличие вытяжки в помещении;
• отсутствие выбросов в атмосферу;
• длительный срок службы приборов.

Имеется и ряд существенных недостатков:

• создается большая нагрузка на электрическую сеть, что предъявляет высокие требования к качеству проводки в доме;
• при отключении электроснабжения помещение остается без обогрева;
• необходимость осуществлять предварительную подготовку теплоносителя;
• затраты на оплату электроэнергии выше, чем на природный или сжиженный газ.

Также характерны недочеты для каждого типа отопительного прибора. Для ТЭНовых установок это:

• образование накипи на нагревательных элементах, что приводит к падению эффективности;
• большие размеры установки;
• включение котла сопряжено со скачками в электросети, вызванного высокими пусковыми токами;
• модели начального уровня оснащаются минимумом автоматики, поэтому часто требуется ручная настройка параметров;
• вольфрамовая нить имеет ограниченный срок службы и может перегореть, поэтому периодически ТЭНы приходится менять.

В индукционных агрегатах имеются недостатки:

• высокая стоимость установки;
• требовательность к качеству теплоносителя;
• сложность монтажа.

Несовершенство электродных приборов заключается в следующем:

• требовательность к химическому составу жидкости;
• обильное образование накипи;
• электроды со временем частично растворяются и требуют замены;
• сложная схема подключения и монтажа аппарата;
• котел всегда работает на максимальной мощности и требует наличия автоматической системы включения и выключения.

Устройство электрокотла

Агрегат представляет собой корпус, внутри которого размещены главные узлы прибора:

• блок нагрева котловой жидкости: ТЭН, электроды или индукционная катушка;
• емкость, к которой подведены прямой и обратный трубопровод воды;
• циркуляционный насос, обеспечивающий ток теплоносителя в системе;
• блок управления и автоматики, предназначенный для контроля за работой прибора.

Установки оснащаются системами безопасности. Их назначение — обеспечить выключение прибора при возникновении нештатных ситуаций.

2-контурные агрегаты способны не только отапливать, но и обеспечивать помещение горячей водой. Такие установки сложнее в эксплуатации и потребляют больше энергии. Контуры работают независимо друг от друга, что важно в летнее время, когда отопление помещения не требуется

Принцип работы

Назначение котла — повышение температуры теплоносителя в отопительном контуре. Способ нагрева зависит от конструктивных особенностей аппарата.

ТЭНовые котлы

Нагревательный элемент установки представляет собой трубку из металла, внутри которой помещена керамическая крошка или кварцевый песок. В середине расположен стержень из нихрома или вольфрама. Контакты подключаются к электрическим проводам. В рабочем режиме на спираль подается напряжение. За счет высокого сопротивления она начинает нагреваться и передает тепловую энергию воде. ТЭНы размещаются внутри бака, заполненного жидкостью.

Внимание! В качестве теплоносителя производители рекомендую использовать антифризы или обессоленную воду.

Емкость может размещаться вертикально или горизонтально. При работе котла ТЭН всегда скрывается под жидкостью, иначе нагревательный элемент быстро выйдет из строя. Для контроля температуры и давления внутри бака применяются датчики, передающие рабочие параметры в блок управления. Для обеспечения циркуляции теплоносителя в контуре, многие модели снабжены электрическим насосом.

Запуск в работу сопровождается резким скачком энергопотребления, т.к. одновременно включаются все ТЭНы. При достижении теплоносителем заданных параметров котел поддерживает температуру воды на постоянном уровне.

Индукционные котлы

Приборы данного вида используют эффект электромагнитной индукции. В катушку с заданным числом витков помещается металлический стержень. При этом образуются вихревые токи, вызывающие повышение температуры элемента. Сердечник нагревает циркулирующий теплоноситель.

Аппарат представляет собой цилиндр, по всей высоте которого встроена катушка индуктивности. Внутри располагается металлический сердечник. Свободное пространство заполнено теплоносителем. Для регулировки мощности применят тиристорные пускатели.

При подаче напряжения на катушку начинает нагреваться сердечник, передавая энергию жидкости.

Индукционные установки отличаются надежностью и продолжительной эксплуатацией. КПД аппаратов достигает 99%. Использование в качестве теплоносителя обессоленной воды или антифриза избавляет потребителя от проблем с накипью.

Установки компактны, что позволяет монтировать приборы на стене помещения. Встречаются производительные аппараты, мощность которых достигает 60 кВт.

Электродные котлы

Работа этих установок основана на проводимости воды, содержащей соли металлов. Через теплоноситель пропускается ток, который вызывает ионизацию раствора. Заряженные частицы двигаются к электродам. За счет внутреннего сопротивления молекул жидкость начинает нагреваться.

Внимание! В электродных котлах нельзя использовать дистиллированную воду. Соли металлов обеспечивают электрическую проводимость теплоносителя.

Аппарат состоит из цилиндрического резервуара, внешняя часть которого покрыта изоляцией. Внутри установлен электрод, подключенный к фазе. Корпус присоединяется к нулевому кабелю. При подаче напряжения температура теплоносителя начинает резко возрастать.

Приборы, работающие на принципе ионизации раствора, отличаются компактными размерами и высокой надежностью. Мощные установки предназначены для подключения к 3-фазной электрической сети. Допускается последовательный монтаж нескольких котлов. Особенностью электродных генераторов является невозможность управления мощностью прибора. Аппарат способен работать только с полной производительностью. Регулировка температуры воды достигается отключением и включением устройства.

Особенности установки

Перед монтажом прибора требуется подобрать подходящее место. Оно должно позволять пользователю:

• контролировать работу агрегата;
• осуществлять плановое обслуживание и проведение ремонтных работ;
• обеспечивать удобное подключение к коммуникациям и электрической сети.

Для этого составляют план-схему разводки отопительных коммуникаций и радиаторов. Многие модели электрических котлов имеют небольшие габариты и массу и предназначены для настенного монтажа. Для крепления используются специальные дюбели и анкерные болты.

Электродные установки монтируются на трубах отопления и фиксируются хомутами. Приборы индукционного типа чаще всего за счет большой массы предполагают напольный способ монтажа.

Подключение агрегата к сети допускается только через отдельный автомат, расположенный в распределительном щитке. Обязательно должен быть предусмотрен заземляющий контур.

Как рассчитать мощность электрического котла при отоплении дома

Данный метод позволяет оценить ориентировочную производительность аппарата. Для домов или квартир с высотой потолка до 3 м на 10 кв. м площади должно приходиться около 1 кВт мощности.

Для эффективного процесса котлу нужно генерировать энергии не меньше, чем помещение ее теряет. Установка не должна работать постоянно, это приведет к росту затрат и снижению ресурса службы устройства. Генератор в номинальном режиме включается периодически, нагревает воздух и затем отключается.

Для точного расчета мощности учитывают величину теплопотерь помещения. Следует выяснить:

• материал и толщину стен и межэтажных перекрытий;
• площадь оконных проемов.

Для вычисления теплового сопротивления ширина стен делится на коэффициент теплопроводности. Для каждого материала выполнятся отдельный расчет, затем полученные значения суммируются.

Чтобы узнать величину потерь, нужно объем помещения умножить на разницу температур на улице и дома. Полученный результат делят на тепловое сопротивление. Температурная дельта берется для холодного времени года. Такой способ вычисления мощности дает самый точный результат. С его помощью можно подобрать установку, которая обеспечит надежное теплоснабжение помещения круглый год.

Электрокотлы являются эффективным способом организовать обогрев дачи или загородного дома. Приборы отличаются надежностью и безопасностью, но требуют высоких затрат на содержание.