Электрический котёл для частного дома: разновидности и особенности

Особенности монтажа газового котла

Схема подключения газового котла начинается с выбора места для его установки. Причем это должно быть отдельное нежилое помещение, которое называется котельной. В котельной требуется оборудовать дымоход из трубы для отвода отработанных газов. Обязательный условием при установке газового котла является монтаж приточно-вытяжной вентиляции. Ее монтаж выполняется путем проделывания отверстия под потолком для выхода воздуха, а для его притока – внизу в 30 см от уровня пола.

Монтаж напольного газового котла предусматривает применение следующих инструментов:

1. Сварочный агрегат.
2. Дрель и сверла.
3. Набор ключей и отверток.
4. Строительный уровень.
5. Рулетка.

Установка

Установка напольного газового котла выполняется на ровную и прочную поверхность. В качестве прочной поверхности используется бетонная стяжка. Недопустимо выполнять установку агрегата на поверхности, которые воспламеняются: доска, ламинат и т.п.

Обустройство дымохода

После размещения агрегата, выполняется обустройство дымохода и последующая проверка наличия тяги. Для обустройства дымохода используются асбестоцементные или оцинкованные трубы. Оптимальный вариант – это использование коаксиальных дымоходов, которые представляют собой конструкцию «труба в трубе». Такие дымоходы уже утеплены, поэтому требуют только выполнения монтажа.

При обустройстве асбоцементного дымохода понадобится впоследствии его утеплить минеральной ватой с фольгой. В продаже имеются специальные утеплители для дымоходов. Когда дымоход будет готов, то можно выполнять присоединение котлоагрегата к системе отопления.

Подключение к системе отопления и водоснабжению

Подключение двухконтурного газового котла к отопительной системе отличается от одноконтурного. В случае с одноконтурным агрегатом происходит подключение только к системе отопления: отводящая труба и обратка. Второй контур – это горячая вода, которая расходуется на мытье посуды или принятие душа.

Какой контур подключать первоначально, не имеет значения. При подключении второго контура (горячего водоснабжения), нужно на входе в котел установить кран и фильтр грубой очистки. На выходе (откуда будет поступать горячая вода), монтируется кран, при открытии которого будет осуществляться подача воды. Соединение с водопроводом рекомендуется выполнять как можно ближе к водонапорной трубе, что позволит обеспечить высокое давление.

Монтаж первого контура предусматривает использование следующих изделий:

• Два вентиля с обратным клапаном;
• Группа безопасности при ее отсутствии в устройстве агрегата;
• Расширительный бак.

Схема подключения двухконтурного газового котла также проста, как и установка одноконтурного. Отличие лишь заключается при подключении настенного газового котла и парапетного. Все дополнительные устройства к настенному агрегату уже установлены внутри него, поэтому его подключение в систему отопления требует установку двух вентилей: на входе и выходе.

В случае с монтажом парапетного газового котла, который также может быть двухконтурным, понадобится отдельно устанавливать циркуляционный насос, размещаемый на трубе, являющейся обраткой, а также расширительный бачок и прочие дополнительные обвязки. Однако сделать это своими руками не составит большого труда, но только займет больше времени.

Подключение к газовой магистрали

Для подключения к газовой магистрали используется гибкий шланг. Можно использовать и стальную трубу, однако такой способ монтажа является менее удобным. Подающая труба обязательно оснащается краном или вентилем. После монтажа выполняется проверка на утечку газа.

Подключение к сети

Перед запуском агрегата его нужно подключить в сеть. Для этого используют бытовую сеть напряжением 220 Вольт. Как показывает практика, рекомендуется производить подключение газовых котлов с электроникой через стабилизаторы напряжения. Это позволит продлить срок службы агрегата, ведь при малейших перепадах напряжения происходит выход из строя электроники.

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н₂О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Особенности использования электрокотлов в системе обогрева дома

Минусы электрического отопления заключаются в следующих моментах:

• котлы не обладают достаточным запасом мощности для обогрева больших частных домов;
• для бесперебойной работы нужен постоянный источник электричества;
• необходима новая проводка, которая позволит использовать установленное электрооборудование для отопления на полную мощность.

Плюсы использования электрокотлов представлены следующим перечнем:

1. стандартный электрокотел отопления легко монтировать и подключить к контуру;
2. для установки не требуются разрешительные документы от коммунальных служб;
3. наличие дымохода не является критическим требованием;
4. бесшумная и безотходная работа прибора;
5. возможность подсоединения параллельных контуров (система горячего водоснабжения, теплый пол и пр.).

Что из себя представляют электродные котлы отопления

Компактная система отопления с использованием электродного котла (в сером металлическом корпусе слева). Автоматика и органы управления находятся в эл. щитке справа.

Электродные котлы отличаются компактными размерами, маломощные однофазные модели едва превышают диаметр магистралей отопительной системы и не требуют места вокруг себя, поэтому могут быть установлены абсолютно в любом месте. Но стоит учитывать, что они представляют из себя всего лишь теплообменник, в отличие от ТЭНовых моделей в моноблочном корпусе требуют отдельной покупки расширительного бака, циркуляционного насоса, группы безопасности и прочих элементов отопительной системы.

Устройство и принцип работы

Наглядный принцип работы электродного котла отопления.

Действие котлов основано на прямом нагреве посредством электролиза. В корпусе на определенном расстоянии друг от друга расположены электроды: катоды, притягивающие при подаче постоянного тока положительно заряженные ионы воды, и аноды, притягивающие отрицательно заряженные ионы. Но при подаче на электроды переменного тока они сменяют полярность 50 раз в секунду (стандартная частота тока 50 Гц), что вызывает постоянно движение ионов воды. За счет высокого сопротивления среды, кинетическая энергия движущихся ионов преобразовывается в тепловую и теплоноситель быстро нагревается.

В технической литературе электродные котлы также называют электрокотлами прямого нагрева, поскольку теплоноситель нагревается напрямую, посредством прохождения через него тока, а не через нагрев ТЭНа, который потом нагревает воду.

С одной стороны такой принцип нагрева не подразумевает образование накипи и КПД ионных электрокотлов остается неизменным на протяжении всей службы, в то время как КПД ТЭНовых моделей за счет образования накипи при использовании в качестве теплоносителя жесткой воды со временем снижается до 90 или даже 80% (от изначальных 99%). С другой же стороны воздействие электрического тока усиливает процесс коррозии всех металлических элементов водяного контура отопительной системы.

Для работы электродных котлов необходим недистилированный и нефильтрованный теплоноситель, который будет выполнять роль электролита. Это может быть обычная водопроводная вода, пропиленгликоль или этиленгликоль. Практически все производители ионных электрокотлов выпускают собственные теплоносители и рекомендуют использовать именно их (тут часто бывает и подвох, т.к. при использовании иного теплоносителя слетает гарантия, это прописано в паспорте большинства моделей).

Как выбрать экономичный электрический котел

Определившись с типом электрокотла, стоит рассмотреть все модели исходя из других критериев, влияющих на экономичность.

Однофазный или трехфазный тип питания

Так выглядит компактная и экономичная полноценная система отопления с недорогим электродным котлом.

Маломощные модели до 5-6 кВт включительно могут работать от однофазной сети (220-230 В). Для моделей большей мощности однофазной сети будет попросту недостаточно. Это значит, что теплоноситель будет дольше нагреваться до рабочей температуры, нагревательные элементы будут активны на протяжении гораздо большего времени, нарушится экономичный режим работы автоматики.

И наоборот, для маломощных отопительных электрокотлов вполне достаточно однофазной сети, специально переоборудовать проводку ради обеспечения трехфазного питания не стоит.

Функциональность автоматики

Компактная настенная модель Эван Класс «Комфорт» Warmos (380 В) с 3-ступенчатой регулировкой мощности.

В более простых и недорогих моделях обязательно должен быть как минимум трехступенчатый переключатель мощности. Соответственно, более дорогие модели должны иметь плавно модулируемую по датчику температуры мощность. В некоторых моделях имеются заводские экономичные режимы и возможность программирования работы котла по дням и по часам, что позволяет сделать акцент на максимальный нагрев теплоносителя в ночное время по сниженным тарифам на электроэнергию.

К слову, особо эффективной при использовании ночных тарифов будет буферная емкость, которая позволит использовать накопленное за ночь тепло днем, вовсе не включая котел в пиковый и полупиковый тарифные периоды.

Наиболее экономичным и комфортным является режим работы с использованием комнатного термостата. Даже самые простые модели комнатных термостатов имеют множество тонких настроек, а автоматика котла ориентируется не на температуру теплоносителя, а на температуру воздуха в помещении, что более правильно.

Расчет минимально необходимой мощности

Для использования энергосберегающего электрического котла в качестве вспомогательного источника тепла в домах до 120-150 м2 достаточно моделей мощностью 3-6 кВт. Для постоянного использования электрокотла, минимально необходимую мощность необходимо рассчитывать исходя из теплопотерь дома.

Упрощенно, для среднестатистического дома с кладкой в 2 кирпича и высотой потолков до 2,7 м в климатической зоне Подмосковья теплопотери составляют 1 кВт в час. Также желательно закладывать запас мощности в 10-15%, а для электрокотлов с ТЭНами – 20-30% в виду образования накипи и снижения КПД.

Как рассчитать необходимую мощность котлаИндивидуальный расчет, формула и корректирующие коэффициенты

Другие критерии выбора

Наличие циркуляционного насоса. Нормальная естественная циркуляция теплоносителя невозможна в отопительных контурах длинною 30 м и более, поэтому необходимо обеспечить ее принудительно. Делается это с помощью циркуляционного насоса. Настенные модели в прямоугольных стальных корпусах идут уже с насосом, для других моделей его необходимо докупать отдельно

В любом случае важно понимать, что он дополнительно потребляет 60-150 Вт в час, в зависимости от его мощности.

Одно- или двухконтурный. Расход электроэнергии в двухконтурных моделях практически не отличается, поскольку они работают по принципу приоритета ГВС: как только открывается кран горячей воды, она подогревается от отопительного контура (не смешиваясь)

Дополнительная мощность нагревательных элементов на нагрев ГВС не требуется.

Защита от перегрева. Обязательный и важный критерий, обеспечивающий безопасность котла в случае аварийных ситуаций (протечка, ошибка автоматики, отказ циркуляционного насоса и т.д.).

Когда электрокотёл лучшее решение

Газ доступен далеко не всем: некоторые населенные пункты расположены слишком далеко от магистрали, а иногда установка газового котла и вовсе не целесообразна. Например, для дачного дома, который топят несколько раз за зиму, нет смысла приобретать дорогостоящий комплект газового оборудования.

Твердотопливные котлы тоже имеют ряд недостатков: необходимо заготавливать и хранить топливо, и большинство твердотопливных агрегатов не могут длительно, более 4-5 часов, работать на одной загрузке топлива. Кроме того, они инерционны и не позволяют точно регулировать температуру. В этом случае электрокотел способен решить проблему отопления быстро, надежно и без лишних затрат.

Достоинства электрокотлов для частного дома:

• просты в установке, подключении и обслуживании;
• обладают высоким уровнем автоматизации;
• позволяют точно выставить желаемую температуру;
• работают бесшумно;
• не нужно подключение к дымоходу;
• не требуют отдельного помещения, большинство бытовых моделей монтируют на стену своими руками.

Недостатки:

• требуют подключения к щитку отдельным кабелем;
• котлы с мощностью более 9 кВт выпускают только на трехфазное напряжение 380 В;
• из-за высоких тарифов на электроэнергию отопление обходится в несколько раз дороже.

ЭВАН С1 18

Российский одноконтурный котел высокой мощности. Эта модель позволяет поддерживать комфортную температуру в помещениях большой площади. Розничная цена котла колеблется от 21000 до 25000 рублей.

Технические характеристики

К основным показателям оборудования можно отнести:

• базовая мощность – 18 кВт;
• требуемое напряжение – 380 В;
• КПД на уровне 93%;
• предельная температура теплоносителя – 85 0С;
• минимальная температура в системе – 30 0С;
• площадь отопления – 180 м2;
• предельное рабочее давление в системе 0,3 МПа;
• сечение трубопровода контура – 1 ¼ дюйма;
• расширительный бачок отсутствует;
• вес не более 24 кг;
• габариты корпуса – 645х250х180 мм.

Особенности модели

Данный котел отличается простотой конструкции и неприхотливостью в работе и обслуживании. У него нет системы автоматизации, но разработчики позаботились о возможности подключения ее элементов. Так, в контур котла встроены разъемы и гнезда для подключения циркуляционного насоса и датчика температуры воздуха, необходимых для автоматического поддержания заданного уровня температуры в помещении.

Небольшие габариты модели позволяют вписать ее в любой существующий контур в качестве дополнительного элемента отопления, а также использовать как самостоятельный источник тепла. Один контур обеспечивает отопление помещения, поэтому для подачи горячей воды необходима установка накопительного бойлера.

Все элементы котла выполнены из материалов, не подверженных коррозии, что существенно увеличивает срок службы оборудования. Системы защиты от скачков напряжения и давления обеспечивают безаварийную работу модели.

Монтаж котла

Установка этой модели не требует особых навыков из-за простоты конструкции. Но с учетом требований по напряжению сети следует составить проект автономного отопления и согласовать его с электрораспределительной организацией.

Подвод труб необходимо выполнять так, чтобы обеспечить естественную циркуляцию теплоносителя. Такое подключение снижает нагрузку насоса и способствует более экономичной работе оборудования. Максимальный уровень теплоносителя в трубопроводе не должен превышать 30 м, при большем значении насос котла не сможет обеспечить его циркуляцию. Оптимальным вариантом работы с развитыми системами трубопровода является дополнительная установка циркуляционного насоса.

Также требуется монтаж расширительного бака, обеспечивающего сброс лишнего объема теплоносителя или пара. Не допускается установка запорной арматуры в местах соединения контура и расширительного бака. На входе и выходе контура из котла устанавливаются шаровые вентили для проведения ремонтных и демонтажных работ.

По всем граням корпуса оставляются зазоры от препятствий не менее 5 см по боковым граням, не менее 50 см от пола и потолка, а также лицевой поверхности котла с блоком управления.

Недостатки

Самым большим неудобством в работе с этой моделью является необходимость установки большого количества дополнительного оборудования. В результате общая стоимость системы возрастает на 20 – 35%.

Конструкция и принцип действия

Конструктивно электрокотел состоит из нагревательного элемента (ТЭНы или электроды), бака с водой и блока управления. Бытовые электроотопительные приборы обычно комплектуются расширительным баком, циркуляционным насосом и группой безопасности. Общий принцип работы всех видов электронагревательных котлов основан на способности электрического тока нагревать металл или токопроводящую жидкость (тепловое действие тока).

Для автоматизации и обеспечения эффективной, безопасной и бесперебойной работы отопительного электрооборудования предусмотрена возможность подключения циркуляционного насоса, термостата в помещениях, программатора для задания режимов работы на продолжительное время, GSM-модуля для удаленного управления через сеть GSM.

Общие сведения

Электрические отопительные котлы для частного дома используется на протяжении многих лет, но благодаря развитию микропроцессорной электроники многие нынешние приборы можно легко запрограммировать на нужный режим работы для обогрева площади жилья. Современные электронные котлы удобны тем, что работу системы отопления можно легко регулировать и не тратить зря электричество в то время, когда все жильцы уходят из дома, а при использовании двухтарифного счётчика, настроить устройство на максимальную работу в ночное время, когда стоимость электричества значительно ниже.

Электрические котлы отопленияИсточник ultra-term.ru

Обязательные элементы обвязки

Электродному или индукционному котлу для безопасной работы водяного контура требуется следующий набор дополнительного оборудования:

Изображение	Элемент обвязки
	Циркуляционный насос, обеспечивающий движение антифриза или воды по контуру. Его производительность проще всего рассчитать как 0,043хQ, где Q — мощность котла в киловаттах. Формула верна для перепада температуры между выходом и входом котла в 20 °С.
	Расширительный мембранный бачок. Он разделен упругой мембраной на два отсека — воздушный и предназначенный для теплоносителя. Поскольку воздух сжимается куда лучше жидкости, рост давления при увеличении объема теплоносителя незначителен. Объем бачка — примерно 10% от объема контура, который грубо рассчитывается как 15 литров на 1кВт мощности котла.
	Группа безопасности. Она включает манометр для зрительного контроля давления, автоматический воздухоотводчик для удаления воздуха и пара и предохранительный клапан, который сбрасывает теплоноситель в дренаж при превышении заданного давления (обычно 2,5-3 атмосферы).

Как расположить элементы обвязки в системе отопления частного дома при ее монтаже своими руками?

• Насос ставится на обратке, перед котлом. Наиболее низкая во всем контуре температура воды благотворно скажется на ресурсе прибора: пластиковая крыльчатка и резиновые уплотнительные прокладки не любят нагрева;
• Группа безопасности всегда монтируется на подаче, сразу после выходного патрубка котла. Именно там начнет расти давление при остановке циркуляции (например, при поломке насоса);

Котельная с двумя электродными котлами. Насосы стоят перед ними, группа безопасности — после них.

Расширительный бак можно ставить в любой точке розлива на некотором удалении от насоса (за 2 диаметра розлива до крыльчатки и в 8 диаметрах розлива после крыльчатки). Порождаемые насосом завихрения потока плохо сказываются на ресурсе упругой мембраны бачка.

Особый случай

Современные ТЭНовые котлы отличаются от электродных и индукционных большим размером корпуса. Кроме бачка с ТЭНами, в нем размещен полный комплект обвязки: насос, расширительный бачок, предохранительный и воздушный клапаны. Показания датчика давления выводятся на индикаторную панель прибора.

Внутренности современного ТЭНового котла. На фото хорошо видны циркуляционный насос (спереди) и автоматический воздухоотводчик (на заднем плане).

Именно поэтому при монтаже ТЭНового котла его можно подключать непосредственно к розливу отопления. На входе и выходе есть смысл поставить только пару отсекающих шаровых кранов: они позволят обойтись без сброса всей отопительной системы при демонтаже котла для ремонта или обслуживания.

ТЭНовый котел в моем доме используется в качестве резервного источника тепла. Он подключен непосредственно к розливу отопления через пару шаровых кранов.

Электродный котел своими руками чертежи

Прежде чем приступить к изготовлению следует учесть, что львиная доля цены электродной установки приходится не на сам нагреватель, а на электронную систему управления, насос, обеспечивающий циркуляцию теплоносителя и другие комплектующие, изготовить которые в домашних условиях вряд ли получится. Ну а для тех, кто все же решил попробовать свои силы, ниже приведена пошаговая инструкция.

1. На один конец трубы навинчивается муфта, которая будет играть роль выходного патрубка.
2. С другого конца навинчивается тройник, обеспечивающий подачу теплоносителя.
3. Из прочного текстолита или другого диэлектрика изготавливается заглушка, обеспечивающая фиксацию электрода по центру. Для изготовления самого электрода можно использовать стальной пруток диаметром 10-12 мм. После установки стержня заглушка вместе с электродом ввинчивается в тройник.
4. К трубе приваривается два болта М8, которые будут служить клеммами нулевого провода и заземления.
5. Через муфту и свободный конец тройника прибор подключается к отопительному контуру.

Особое внимание следует уделить уплотнению резьбовых соединений и устройству заземления. Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам

Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов

Современные электродные котлы отопления отличаются простотой конструкции, надежностью и длительным сроком службы и вполне могут составить конкуренцию твердотопливным и газовым котлам. Использование электричества позволяет избежать как утомительной заготовки дров или угля, так и устройства дымоходов.

Способы подключения

Электрический котел можно использовать по-разному:

• в системе с естественной циркуляцией теплоносителя;
• в контуре с принудительной циркуляцией;

Выбор того или иного варианты зависит от модели и особенностей конструкции нагревателя. Некоторые котлы попросту невозможно использовать в связке с циркуляционным насосом, так как нагрев воды в них происходит не проточным, а замещающим способом.

Это означает, что нагретые слои воды выходят из емкости с ТЭНами (или другими нагревателями), а на их место поступают более холодные слои.

Есть модели, где нагрев производится с достаточной скоростью, чтобы можно было запустить процесс принудительной циркуляции. Как правило, это установки с мощными и многочисленными ТЭНами или индукционными элементами.

Электродные модели действуют довольно медленно, поэтому циркуляцию в них если и запускают, то извне. Это и есть комбинированный способ, когда движение потока организуется не в самом котле, а с помощью внешнего циркуляционного насоса.

Есть еще один вариант подключения — к системе «теплый пол». Это низкотемпературная сеть трубопроводов (петель), где температура теплоносителя на выходе из котла не превышает 50°. При такой связке возникает немалая экономия на электроэнергии, появляется возможность использовать маломощные нагревателя, что снижает нагрузку на сеть.

Мнение эксперта
Торсунов Павел Максимович

Эффективность такого варианта выше, чем при использовании пленочного теплого пола (самого эффективного из самостоятельных разновидностей). Единственным недостатком является сложность сборки водяных конструкций, а также необходимость использования соответствующих напольных покрытий.

Необходимо учитывать, что мощность агрегата при подключении к сети 220 В ограничена 5 кВт. Более мощные модели требуют подключения к линиям 380 В. Если учесть потери тепловой энергии при низкой скорости циркуляции, 5 кВт хватит на обогрев примерно 30-40 м2.

Если есть необходимость сэкономить деньги и получить максимальный эффект, теплый пол будет оптимальным решением. Он не требует высокой мощности от нагревателя, может быть разделен на большое число петель для повышения эффективности. Кроме того, низкотемпературные системы позволяют увеличить скорость циркуляции, что даст меньшую разницу температур прямой и обратной линий и позволит еще больше сэкономить на подогреве теплоносителя.

Установка и работа электрического котла

Котёл отопления электрический можно установить самостоятельно. В зависимости от типа приобретённого агрегата, отопительная установка монтируется на стену или на пол. В обоих случаях монтаж осуществляется в такой последовательности: 

• разметка месторасположения котла;
• сверление монтажных отверстий;
• установка котла на анкерные болты;
• подключение котла к заземлению;
• соединение прибора с отопительной системой;
• подключение прибора к электроснабжению;
• заправка отопительной системы теплоносителем и удаление воздушных пробок; 
• запуск котла. 

Схема подключения электрического котла к системе отопленияИсточник stroyfora.ru

Если все перечисленные действия были выполнены правильно, то электрический котёл запустится, и отопительная система начнёт функционировать в штатном режиме. В процессе эксплуатации котла необходимо следить за уровнем теплоносителя в баке. Если он снизится до минимального, то следует добавить воды до нормального значения.

При возникновении протечек, чтобы прибор не вышел из строя, необходимо незамедлительно устранить разгерметизацию системы. Также в процессе работы электрические котлы для дома необходимо очищать от загрязнения и следить за исправностью проводки, подключённой к устройству.