Електрокотел для опалення: варіанти виконання, особливості

Як влаштований опалювальний електрокотел того чи іншого типу? Як вибрати пристрій оптимальної потужності? Як підключити його до харчування і трубах з теплоносієм? Нарешті, чи існують економічні електрокотли опалення? Спробуємо розібратися.

Пристрій

У продажу можна зустріти опалювальні електрокотли трьох типів, принципово відрізняються способом перетворення електроенергії в енергію теплову.

ТеНові

Нагрівання води або іншого теплоносія здійснюється в проточному баку з нержавіючої або емальованої сталі, в який вміщено кілька трубчастих електричних нагрівачів (ТЕНів). Контактні клеми нагрівачів знаходяться, ясна річ, за межами бака. Тени підключені до схеми управління, що дозволяє поступово регулювати потужність нагріву.

Цікаво: всі сучасні промислові та побутові електрокотли для опалення забезпечуються термостатами, що регулюють потужність в залежності від температури теплоносія. У багатьох пристроїв передбачена можливість підключення виносного термодатчика, що дозволяє прив'язати регулювання потужності до температури в приміщенні.

Крім власне бака з ТЕНами, в корпусі котла зазвичай можна виявити:

• Циркуляційний насос (Часто - з можливістю регулювання продуктивності).
• Манометр і клапан безпеки, скидає тиск в контурі при перевищенні розрахункового значення.
• автоматичний.
• Опціонально - розширювальний бак, компенсуючий збільшення обсягу теплоносія при нагріванні.

Схема контролю не тільки поступово регулює потужність в залежності від температури теплоносія, а й повністю припиняє подачу живлення при перегріві (зокрема, при розгерметизації контуру).

електродні

Ймовірно, багатьом читачам доводилося використовувати або хоча б бачити саморобні кип'ятильники з пари лез для гоління. Вони розносяться ізолюючої прокладкою на невелике (до 5 мм) відстань, після чого на них підключений до джерела живлення і вся конструкція занурюється в воду.

Оскільки водопровідна вода є розчином численних солей, вона проводить струм; в силу ж того, що концентрація солей порівняно невелика, вона має досить високий електричний опір. Відповідно, прошарок води між електродами поводиться як звичайний резистор - нагрівається при подачі живлення.

Тільки що ми вичерпно описали роботу електродного котла Галан (іноді продукцію компанії помилково називають Галант). Він гріє воду не опосередковано - передачею їй тепла від трубчастих нагрівачів - а безпосередньо: теплоносій сам стає резистором, через який проходить струм.

Цікаво: при позитивних температурах вода поводиться згідно з усіма канонами фізики; в чесності, вона розширюється при нагріванні. Завдяки витісненню теплої води в верхню частину контуру більш холодними масами при невеликій протяжності контуру електрокотли опалювальні електродні можуть обходиться без циркуляційних насосів.

індукційні

Явищем електромагнітної індукції називається збудження наведених струмів в провіднику, вміщеному всередину котушки індуктивності. (Див. Також статтю Сонячні колектори для опалення будинку: особливості.)

Якщо провідник представляє собою таку ж котушку, то з неї можна зняти напругу, яка буде співвідноситься з напругою на першій котушці в тій же пропорції, в якій співвідноситься кількість витків дроту в них. Саме так працює будь-який електричний трансформатор.

Якщо ж всередині котушки індуктивності виявиться монолітний сердечник, то він просто-напросто почне розігріватися наведеними струмами. При цьому діелектричні матеріали, що розділяють котушку і сердечник, ніяк не вплинуть на нагрів останнього.

Розуміння принципу роботи дозволяє нам виготовити своїми руками найпростіший індукційний котел. Досить будь-яким способом зафіксувати в пластиковій водопровідної труби сталевий пруток так, щоб він не торкався її стінок, а потім намотати поверх труби котушку з мідного дроту. Організувавши циркуляцію води через трубу, ми отримаємо її стабільний нагрів. (Див. Також статтю Біопаливо для камінів: особливості.)

Плюси і мінуси

Наскільки гарні електрокотли на тлі конкуруючих рішень? Чи є у них суттєві недоліки?

загальні особливості

• Прямий нагрів теплоносія електрикою - найдорожчий джерело теплової енергії з усіх масово застосовуються. Щоб не бути голослівними, надамо читачеві самостійно порівняти витрати.

• Споживана котлом електрична потужність може бути забезпечена далеко не скрізь. Скажімо, повноцінне опалення дачі значній площі важко реалізувати просто тому, що типовий межа потужності для дачі, який забезпечує алюмінієва проводка садового товариства - 2-2,5 КВт.
• Разом з тим використання електрики гарантує максимальну ступінь комфорту користувача. Котел не потребує догляду і здатний місяцями працювати в повністю автономному режимі. Власнику не потрібно піклується про зберігання і транспортування палива, його зберіганні, відвід і утилізації продуктів згоряння.

Крім того: електрична схема управління дозволяє при бажанні розширити функціональність котла GSM-модулем, виносним пультом управління, програмованим таймером і т.д.

• Середня ціна електричних опалювальних пристроїв помітно нижче, ніж газових або твердопаливних. Причини - відносна простота конструкції і невисока матеріаломісткість виробництва.

Крім загальних якостей, кожен з видів обладнання має деякі власні плюси і мінуси.

ТеНові

Їх головна перевага з точки зору покупця саме в тому, що він отримує рішення все-в-одному. Вся обв'язка електрокотла опалення вже знаходиться в його корпусі: досить лише підключити вихідні патрубки до опалювального контуру.

Основна проблема ТЕНових пристроїв - поступове утворення накипу на поверхні нагрівачів, яке може привести до їх перегріву і виходу з ладу. Втім, в замкнутому контурі автономної системи опалення ця проблема не стоїть надто гостро: після випадання в осад всіх розчинених у воді солей новим нізвідки взятися.

електродні

Вони володіють двома важливими перевагами:

1. Компактністю. Малопотужний пристрій цього типу прекрасно розміститься під підвіконням або за унітазом.

1. Абсолютною безпекою. При розгерметизації контуру нагрівання припиниться не завдяки спрацьовуванню автоматики, а просто в силу принципу роботи приладу: за відсутності провідника між електродами струм перестане текти.

Без мінусів теж не обійшлося.

1. Електроди завдяки відриву з їх поверхні заряджених частинок поступово розчиняються і вимагають заміни.
2. Котел здатний працювати тільки з одним теплоносієм - водою. Мало того: її склад повинен відповідати ГОСТ 2874-82 Вода питьевая. Гігієнічні вимоги.

індукційні

З безпекою в цьому випадку дещо гірше: індукція працює в будь-якому середовищі. Головне достоїнство індукційної схеми - в тому, що котел практично вічний.

Судіть самі:

• У ньому немає жодної рухомої деталі.
• Провідні контури не контактують з теплоносієм і, відповідно, не схильні до ерозії і електрохімічним процесам.
• Накип на осерді ніяким чином не вплине на його працездатність: йому може пошкодити хіба що нагрів до точки плавлення сталі (приблизно 1100С), що в реальних умовах недосяжно.

До речі: збудження вихрових струмів викликає слабку вібрацію сердечника, що руйнує накип.

монтаж

Котли з електричною потужністю понад 7 КВт вимагають обов'язкової наявності 380 вольт, які подаються від щитка окремим кабелем.

Типова схема підключення електрокотла опалення до мережі включає:

• УЗО (пристрій захисного відключення) на вході в будинок.
• Трифазний автомат безпосередньо в ланцюзі живлення котла.

Будь-яка стабілізація, як правило, не потрібно. Нагрівальних елементів напруга на вході байдуже, а електроніка управління забезпечується власними імпульсними перетворювачами харчування.

Як виглядає підключення електрокотла до системи опалення? Для ТеНові котла, як уже говорилося, досить просто приєднати подачу і обратку контуру: все обв'язування знаходиться у нього всередині. На випадок демонтажу на входах ставляться відсікають вентиля.

Нюанс: системі опалення може знадобитися додатковий розширювальний бак. Сумарний обсяг розширювальних бачків повинен бути приблизно дорівнює 10% обсягу теплоносія.

Індукційні та електродні котли вимагають монтажу:

1. Розширювального бака.
2. Циркуляційного насоса.
3. Групи безпеки, що складається з манометра, запобіжного клапана і воздушника.

потужність

Як виглядає розрахунок потужності електрокотла опалення для будинку відомого розміру? Ось проста інструкція.

В якості базового значення беруться 60 ват на кубометр внутрішнього об'єму опалювального приміщення. На кожні двері додається 200 ват, на вікно - 100. Крім того, використовується регіональна коефіцієнт:

Так, для будинку площею 75 м2 з триметровими стелями, двома дверима і чотирма вікнами в Криму розрахунок буде мати вигляд (75 * 3 * 60 + (2 * 200) + (4 * 100)) * 0,7 = 10010 Вт.

економічність

Багато продавців активно рекламують економні електрокотли для опалення, що дозволяють зменшити витрати на підтримку тепла в 1,5 - 2 рази. При цьому підкреслюється, що пристрої мають найвищий (до 98%) ККД, вигідно відрізняє їх від конкуруючих рішень. Як економічних рішень, як правило, подаються індукційні і електродні котли.

Чи правдива реклама?

Давайте подумаємо, чи здатні якісь конструктивні особливості або технічні характеристики вплинути на закони фізики.

• При роботі нагрівального приладу будь-якого типу не відбувається корисної роботи: жоден предмет з ненульовий масою не рухається проти вектора гравітації.
• Отже, вся витрачена енергія перетворюється в кінцевому рахунку в прискорення руху молекул середовища. Тобто в нагрів.

Повторимося: ККД будь-якого електроприладу прямого нагріву дорівнює 100%.

Інша справа, що через конструктивних особливостей котла частина теплової енергії може бути передано не теплоносія, а навколишньому повітрю. Однак при розташуванні котла в опалювальному приміщенні вона піде знову-таки на нагрів будинку.

Висновки очевидні. Твердження, що один електричний нагрівальний прилад економічніше іншого - звичайна дезінформація.

висновок

Сподіваємося, що запропонована увазі читача інформація допоможе читачеві у виборі і монтажі опалювального обладнання. Як завжди, в відео в цій статті можна знайти додаткові матеріали. Успіхів!