Виды электрокотлов по типу нагревателя: схема подключения

Схема электрокотла состоит из двух частей: силовой и слаботочной контрольной (управления). Способ подключения к сети определяется числом фаз в линии питания и комплектацией прибора. Вид обвязки выбирают в зависимости от назначения отопительного устройства (основной/вспомогательный).

Разновидности электрических котлов по типу нагревателя

Есть 3 варианта:

В ТЭНе имеется нихромовая проволока, подключаемая непосредственно к источнику напряжения. Элемент омывается рабочей средой (врезается в теплообменник), но нагревательная спираль с ней не контактирует, поскольку помещена в металлический корпус с диэлектрической засыпкой.

Ионные котлы также называют электродными. Нагревателем выступает сама рабочая среда. Ток в ней протекает между подключенными к источнику напряжения стенкой теплообменника и электродом внутри него. В воде должны быть примеси солей — их ионы выступают свободными носителями заряда. От концентрации зависит сопротивление среды и, как следствие, мощность котла.

Главный элемент силовой схемы индукционного отопителя — намотанная на теплообменник катушка.

При подключении к сети она генерирует переменное электромагнитное поле, наводящее вихревые токи в стенках резервуара и помещенного внутрь него сердечника из ферритовой стали. Такой нагрев называют бесконтактным.

Критерии выбора электрокотла

Заслуживают внимания следующие аспекты:

Производительность котла подбирают по теплопотерям дома при самой низкой температуре на улице. Расчет заказывают проектной организации либо выполняют самостоятельно в упрощенной форме. Показатель зависит от высоты потолка:

1. Менее 3 м. Умножают площадь на 0,1 кВт. Например, потери в доме, метраж которого 150 кв. м, составляют 150 × 0,1 = 15 (кВт).
2. Более 3 м. Определяют по объему: по 40 Вт на каждый кубический метр. Например, для одноэтажного строения с размерами в плане 6 × 9 м и потолком в 4 м теплопотери составляют: 6 × 9 × 4 × 40 = 8640 Вт.

К полученной величине добавляют запас, с учетом функций котла:

• работает только на отопление: 20%;
• одновременно греет воду для хозяйственных нужд: 50%.

Для приведенных примеров потребуются отопительные приборы мощностью 15 × 1,2 = 18 кВт и 8640 × 1,2 = 10,4 (кВт).

По комплектности устройства делятся на 2 вида:

• с полным набором;
• без группы безопасности, насоса и расширительного бачка.

Первый вариант прост в монтаже: необходимо только подсоединить отопительный контур. Для устройств второго типа перед установкой потребуется подобрать и докупить самостоятельно недостающие компоненты.

Наиболее практичный тип нагревателя — ТЭНы. Преимущества таких котлов:

• доступная стоимость в покупке и ремонте;
• возможность работы в низкотемпературном режиме благодаря наличию нескольких ступеней мощности;
• плавный пуск, исключающий просадку напряжения в сети (по той же причине).

Ионные отопительные аппараты компактнее, дешевле и надежнее (нечему ломаться). Но у них есть существенные недостатки:

• меняется химический состав примесей в теплоносителе, что требует его замены каждые 1,5 месяца;
• в контуре образуются газовые пробки;
• мощность не регулируется;
• при включении наблюдаются броски напряжения;
• периодически требуется замена электродов (растворяются).

У индукционных котлов 2 преимущества:

• большая площадь поверхностей нагрева;
• неприхотливость к теплоносителю: подходит любой антифриз или вода из-под крана (накипь не образуется из-за микровибраций).

Низкий интерес со стороны потребителей обусловлен дороговизной этих приборов: по цене они в 3-4 раза превосходят ТЭНовые.

Ремонт тоже требует больших затрат: неразборный водогрейный узел при обрыве фазы или межвитковом замыкании в катушке необходимо менять полностью. При этом пока нет данных о надежности и долговечности таких котлов, поскольку они не получили широкого распространения и эксплуатируются не так давно.

Особенности подключения к системе отопления

Обвязка теплогенератора со встроенными помпой и расширительным бачком заключается в подсоединении подающей и обратной труб контура. Они крепятся на опорах, чтобы не давить своим весом на штуцеры отопителя. Резьбовые соединения герметизируют паклей. Фторопласт (ФУМ-лента) для этого не подходит из-за высокой температуры.

К котлу, состоящему только из водогрейного узла и автоматики, со стороны подачи присоединяют группу безопасности:

• манометр;
• воздухоотводчик;
• предохранительный клапан.

К последнему из приборов прикручивают трубу контура.

Со стороны обратки подсоединяют:

• циркуляционный насос;
• мембранный расширительный бак (через тройник);
• фильтр-грязевик.

Далее прикручивают трубу.

Инструкция по подключению к электрической сети

Котел запитывают отдельным кабелем, проложенным от распределительного щита. Ток в цепях нагревателя исчисляется десятками ампер, поэтому при подключении к общедомовой сети в соседних розетках будут наблюдаться перепады напряжения.

1. Кабель размещают выше трубопроводов с целью исключить контакт с водой в случае прорыва.
2. Используют медный провод марки ВВГнг (можно с индексом лс) с сечением жил, соответствующим нагрузке и способу прокладки (табл. 1.3.4 ПУЭ-7).
3. Корпус котла и прочие металлические части, не относящиеся к токоведущим, заземляют.
4. На вводе устанавливают устройство защитного отключения (УЗО), настроенное на утечку в 30 мА.
5. Перед подсоединением кабеля к распределяющей шине размыкают главный автомат, обесточивая дом.

Во избежание путаницы в дальнейшем жилы кабеля рекомендуется задействовать по общепринятому порядку: коричневую — для фазы, синюю — для нейтрали, желто-зеленую — для заземления. Концы проводов зачищаются и плотно зажимаются в клеммах котла. Жила заземления фиксируется специальным медным болтом.

Соединения электропроводки выполняют способами, разрешенными ПУЭ: самоизолирующими или болтовыми зажимами, опрессовочными гильзами, клеммами или при помощи коннекторов-разветвителей («орехов»). Пайка не рекомендуется из-за опасности расплавления припоя. Скрутка запрещена.

Схемы подключения однофазного и трехфазного электрических котлов

Соединение отопительного аппарата с сетью 220 В осуществляют в таком порядке:

1. В распределительном щите монтируют автоматический выключатель с номиналом, соразмерным мощности котла. На входные клеммы заводят «фазу» и «ноль» с соответствующих шин.
2. Рядом устанавливают УЗО с номиналом на ступень выше, чем у предохранителя.
3. Соединяют оба прибора перемычкой.
4. От выходных контактов УЗО прокладывают 3-жильный кабель до клеммника котла.

Электрокотел мощностью до 3,5 кВт включается в розетку общедомовой сети при условии, что проводка отвечает современным требованиям (медные жилы сечением от 2,5 кв. мм).

Котел на 380 В запитывается аналогично, но 5-жильным кабелем и через 3-полюсный автомат.

Замена на 3 однофазных выключателя не допускается: по требованиям ПУЭ при внештатных ситуациях должна размыкаться вся линия.

Для водогрейного узла без автоматики, например, самодельного, используют другие виды электросхем. Наиболее простой вариант:

1. После автомата и УЗО на каждой фазе устанавливают по однополюсному магнитному пускателю на 220 В. Установка раздельных приборов вместо одного на 380 В позволяет регулировать мощность путем отключения ненужных ТЭНов. Такая необходимость возникает, например, в межсезонье.
2. На управляющие катушки пускателей заводят одну из фаз, например, B. В ее разрыв устанавливают микровыключатели.
3. Последовательно устанавливают предельный термостат, размыкающий цепь при перегреве теплоносителя.
4. После подключают терморегулятор. Он размыкает цепь управления по сигналу температурного сенсора, закрепленного на теплообменнике.

В усложненном варианте к слаботочным катушкам пускателей подключают комнатный термостат.

Схема отопления дома с электрическим котлом

Практикуют несколько способов организации системы обогрева. Ниже приведены наиболее востребованные:

1. Радиаторное отопление совмещено с «теплым полом».
2. Электрический котел подключен параллельно с дровяным и используется как вспомогательный.
3. Используется термоаккумулятор.

Работающий в низкотемпературном режиме (+28…+40 °С) «теплый пол» подключают через смесительный узел, который разбавляет горячую воду остывшей обраткой.

Во втором варианте в трубы врезают 3-ходовой и обратный клапаны, перенаправляющие рабочую среду по сигналу термодатчика на электрокотел. Систему делают комбинированной, чтобы при отключении напряжения обеспечивалась естественная циркуляция теплоносителя:

• подачу начинают вертикальным разгонным коллектором;
• трубы монтируют с уклоном в 3 мм на 1 п. м.

Накапливающий тепло аккумулятор позволяет эксплуатировать котел только в ночное время, когда электричество стоит в 2 раза дешевле (необходимо установить 2-тарифный счетчик). Днем горячая вода из емкости порционно добавляется через смесительный узел в отопительный контур.

Вывод

Самый практичный электрокотел — ТЭНовый. Прибор подключается к сети отдельным кабелем через автомат и УЗО. Наиболее экономична схема системы отопления с теплоаккумулятором.

Инструкция по монтажу, обвязке и подключению к сети электрокотла

Электрокотлы являются самыми простыми в монтаже и подключении, они не требуют организации дымохода и приточно-вытяжной вентиляции, отдельного помещения под котельную. Поскольку стандартные ТЭНовые модели уже содержат все необходимые элементы и узлы (циркуляционный насос, расширительный бак, группу безопасности и т.д.), при организации простой системы отопления, коммуникаций вокруг электрокотла минимум.

Все эти факторы позволяют имея базовые навыки и знания установить и подключить электрокотел самостоятельно, без привлечения мастеров. Но обратите внимание, что условием предоставления гарантии у большинства производителей является выполнение монтажа специализированной сервисной организацией. Впрочем, простота монтажа положительно влияет и на стоимость работы мастеров.

Читайте в статье

Правила и требования к установке

Все общие требования описаны в ПУЭ (7 издание). Электрические котлы мощностью до 10 кВт не требуют согласования со службами Энергонадзора. Однако если вы хотите установить счетчик, дифферинцирующий потребление электроэнергии по зонам суток, что мы рекомендуем сделать в целях экономии, согласовывать монтаж все же придется. Для котлов мощностью более 6 кВт необходимо трехфазное питание (380 В), 8-12 кВт модели могут работать от однофазной (220 В) сети, но она не обеспечит работу на полной мощности.

Выбор места установки электрокотла более обширен, чем у газовых или твердотопливных. Электрокотлы могут быть установлены в жилой зоне, например, коридоре, прихожей или на кухне, но учитывайте, что к нему в любом случае нужно тянуть трубопровод, проводку, заземление и прочие коммуникации. В ванной и санузле установка электрокотла запрещена.

Требования к поверхности монтажа также минимальны, это может быть в том числе и деревянная стена, но в таком случае нужно изолировать место монтажа слоем негорючего материала (базальтовый картон, ксилолитовый лист).

Защитная огнеупорна плита при монтаже электрического котла на деревянную поверхность.

Также производители предъявляют требования к пространству вокруг электрокотла, необходимому для обеспечения обслуживания и ремонта. Значения отличаются в зависимости от модели, поэтому перед планированием места монтажа и обвязки необходимо узнать их в инструкции по эксплуатации. Обычно это:

• от 0,7 м сверху котла;
• от 0,5 м по бокам (в том числе до трубопровода) и снизу;
• от 0,7 м перед котлоагрегатом;
• не менее 3 см между стеной и котлом.

Например, для известной модели Bosch Tronic Heat 3500 необходимо всего лишь 0,6 м снизу и 0,2 м с других сторон. Любые другие дополнительные требования к монтажу всегда описаны в инструкции по эксплуатации, практически во всех случаях ее можно найти в электронном виде.

Схемы отопления частного дома с электрокотлом

Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению

Монтаж электрокотла на стену

1. Очистите стену от пыли и грязи.
2. Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
3. Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
4. Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.

В зависимости от модели, крепежные элементы могут незначительно отличаться. При монтаже моделей Protherm Скат нужно закрепить монтажную планку, а затем просто подвесить на нее котел. Подробный алгоритм всегда указан в инструкции.

Организация обвязки

Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.

Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, приведенных выше .

1. Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
2. Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности .

На схемах обвязки электрокотла изображены не все отсекающие запорные краны, которые желательно устанавливать перед и после каждого элемента обвязки, чтобы в случае неисправности его можно было заменить, не спуская воду со всей системы отопления. Для надежности конструкции закрепляйте раскачивающиеся участки к стене с помощью жгутов. Все резьбовые соединения рекомендуется проводить с использованием уплотняющей ленты.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.

Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.

Сечение кабеля, мм 2 Медные жилы, кВт Алюминиевые жилы, кВт 220 В 380 В 220 В 380 В 1,5 3,3 5,7 — — 2,0 4,1 7,2 3,0 5,3 2,5 4,6 7,9 3,5 6,0 4,0 5,9 10 4,6 7,9 6,0 7,4 12 5,7 9,8 10,0 11 19 8,3 14,0 16,0 17 30 12 20,0

Так, при электрокотле мощностью 18 кВт (трехфазная сеть) и использовании кабеля с медными жилами, его сечение должно быть 10 мм 2 (согласно ПУЭ допустимая нагрузка до 19 кВт). Обычно точные значения сечения кабеля и номиналы указаны в паспорте электрокотла.

Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.

При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.

Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети.

Также мы рекомендуем подключать электрокотел через стабилизатор напряжения , поскольку выход из строя автоматики вследствие скачков напряжения в наших условиях – частая проблема.

Заземление

Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.

Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.

Порядок работ:

1. Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м. На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
2. Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
3. Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
4. Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
5. Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
6. Засыпьте конструкцию землей.

Пробный запуск котла

1. Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
2. Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
3. Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
4. Проконтролируйте давление в системе с помощью манометра, точные номинальные значения указаны в паспорте электрокотла, обычно это 1,3-2,0 бар в рабочем режиме и 1,0-1,3 бар при отключенном котле.

Не забывайте, что согласно инструкции большинства производителей, подключение и ввод в эксплуатацию должен проводиться лишь сертифицированными специалистами, в противном случае гарантия будет не полной.

Стоимость подключения электрического котла отопления

Цены на подключение зависят от объема работ, который необходимо произвести, региона и фирмы/мастера. В Москве и Подмосковье стоимость работ в среднем 4 200-12 500 руб., в Санкт-Петербурге – 3 900-8 000 руб., а в регионах – 3 500-7 000 руб. В стоимость входит монтаж и подключение исключительно электрокотла, реже – электрического котла и 1 радиатора.

Стоимость подключения прочих элементов системы отопления таких, как расширительный бак, циркуляционный насос, бойлер косвенного нагрева или теплые полы рассчитывается отдельно и может составлять еще 2-5 тыс. рублей. Срок выполнения работ в среднем 2-4 дня.