Котлы отопления на электричестве — виды и особенности применения

Настенный котел

Насколько осмысленна такая возможность, как применение электрических котлов отопления для дома?  Какое питание необходимо для них? Как их правильно подключать? Какие меры безопасности нужно соблюдать в процессе монтажа и эксплуатации? Как видите, вопросов немало, и это еще не все. В настоящее время простые потребители стараются жить хорошо в плане уюта и комфорта, а значит, отношение к нагревательным котлам становится самым требовательным. Никто уже не хочет возиться с обслуживанием — всем хочется установить, подключить и забыть.

Виды электрических котлов

В первую очередь необходимо отметить, что электрические котлы для отопления, исходя из своего названия, работают напрямую от сети электрического тока. То есть происходит нагрев теплоносителя в контакте через отопительные элементы. Отсюда и классификация, в основе которой лежат разные нагревательные приборы и приспособления.

Котлы с ТЭНами

Принцип работы такого нагревательного агрегата прост и надежен. Конструкция состоит из емкости, в которую вмонтировано несколько ТЭНов. Вода, попадая в емкость, нагревается напрямую от данных элементов. Количество необходимых ТЭНов зависит от мощности самого котла. Можно привести пример. Если вам нужен котел мощностью двенадцать киловатт, то в его конструкции обязательно должно находиться шесть ТЭНов. При этом мощность каждого должна составлять два киловатта.

Обычно такие котлы укомплектовываются хорошей системой автоматики, которая следит за эффективной работой прибора в целом. При остывании теплоносителя она включает столько ТЭНов, сколько необходимо в данный конкретный момент, чтобы поднять температуру до заданной. Все операции по заданию режима эксплуатации производятся на панели управления.

В настоящее время производители предлагают два вида оборудования — одноконтурные и двухконтурные котлы отопления на электричестве. Интересна конструкция и принцип работы двухконтурного аналога. Это обычный одноконтурный котел с дополнительно установленным бойлером. Работает данная установка по следующему принципу. Если происходит только обогрев помещения, то включаются ТЭНы в системе котла. Если появляется необходимость в горячей воде для хозяйственных нужд, то нагревательные элементы котла отключаются, а в бойлере включаются. То есть работа происходит попеременно.

К достоинствам такого нагревательного агрегата можно отнести простоту конструкции, ее дешевизну, легкость установки и подключения. В ней нет каких-то сложных узлов и конструктивных элементов. В качестве теплоносителя можно использовать все известные на сегодняшний день жидкости, применяемые в системах отопления.

Недостатки тоже есть. Во-первых, большие размеры. Ведь, чтобы отопление хорошо работало, необходимо нагреть большое количество воды. Во-вторых, это образование накипи, если в качестве теплоносителя используется обычная вода.

Электродные котлы

Начнем с того, что вода является электролитом, то есть проводником электрического тока. Это свойство ей придают растворенные в ней соли. Но в любом случае, там, где есть плотная среда (а вода таковой и является), обязательно присутствует сопротивление. Идем дальше. Где есть сопротивление, значит, обязательно будет возникать тепло, которое выделяется при преодолении данного сопротивления. Вот такие законы физики.

Теперь о самом котле. В нем устанавливается два электрода, на которых создается разница потенциалов. Вода, будучи электролитом, начинает пропускать через себя ток, который и нагревает ее. Обратите внимание на то, что ток внутри теплоносителя тоже будет переменным.

К достоинствам таких моделей можно отнести компактность конструкции. Для них нет необходимости в больших объемах воды и, соответственно, объемного бака. Их часто используют в открытых системах отопления — без циркуляционного насоса они прекрасно справляются с возложенными на них обязанностями. Добавим простоту и дешевизну конструкции — в ней нет никаких сложных узлов и деталей.

Монтаж электродных котлов

В том случае, если произойдет утечка теплоносителя, и котел останется без воды, ничего страшного не случится. Нет проводника — нет и тока. В этом плане ТЭНовые котлы уступают по безопасности. В их комплектации установлено термореле, которое отвечает за отключение нагревательных элементов. Если оно не сработает, а такие ситуации уже были, то минимум, что может случиться — это короткое замыкание. Максимум – пожар. Не хочется никого пугать и уменьшать качественные характеристики ТЭНовых агрегатов, но каждую ситуацию необходимо рассматривать со всех сторон.

Так как электродные нагревательные установки работают по принципу нагрева теплоносителя с помощью прямого воздействия электрического тока, то в качестве теплоносителя здесь может быть использована только вода. Но она должна быть обыкновенной водопроводной, потому что в ней присутствуют соли, делающие ее электролитом. Дистиллированная вода в данном случае не подойдет. И последний недостаток – электроды постепенно в воде растворяются, а значит, их придется периодически покупать и менять.

Индукционные котлы

Данный вид электрического отопительного котла представляет собой цилиндрический корпус, в котором установлена труба из диэлектрика, на которую, в свою очередь, намотана катушка. В трубу вставлен металлический сердечник. Принцип действия такой системы заключается в том, что движущийся по катушке электрический ток создает электромагнитное поле. Благодаря электромагнитной индукции электрический ток появляется в самом стержне. Но интересно то, что в сердечнике току течь некуда, а значит, начинает создаваться разница потенциалов (о ней мы уже говорили в разделе об электродных котлах). Происходит миграция заряженных частиц внутри металла, из которого изготовлен сердечник. Это приводит к тому, что последний начинает греться. Вот вам и тепловая энергия.

Казалось бы, что такая сложная конструкция и многоступенчатость в образовании тепловой энергии должны привести к падению коэффициента полезного действия. Но этого не происходит. Почему?

• Во-первых, существует надежная внешняя теплоизоляция прибора.
• Во-вторых, незначительное тепло, которое выделяется обмоткой катушки, тоже идет на обогрев теплоносителя.
• В-третьих, катушка излучает только индукционные токи, которые полностью поглощаются сердечником. То есть никаких энергетических потерь.

Котлы индукционные нового поколения 3кВт-250кВт

Многие современные «кулибины» научились изготавливать индукционные котлы своими руками. Для этого требуется пятидесятимиллиметровая труба из сшитого полиэтилена, провод с обмотки любого мощного трансформатора (у нее отличная эмалевая изоляция), металлический стержень в качестве сердечника (это может быть даже арматура). Здесь очень важно закрепить металлический пруток надежно, чтобы он не касался краев трубы. Последняя, в свою очередь, с двух сторон закрывается пресс-фитингами (заглушками).

Если говорить о достоинствах, то необходимо отметить, что такой котел может работать очень долго. Его ресурс практически неограничен. Такая толстая обмотка катушки прослужит длительное время, на стержне не образуется накипь, и он не подвержен перегреву. И если вы приобретаете заводское изделие, то в качестве гарантии против утечек теплоносителя выступает неразъемная его конструкция. И последний плюс – такому котлу нет разницы, какой теплоноситель нагревать, лишь бы он был жидким. А вот недостаток у такой модели один – это на сегодняшний день дорогое удовольствие как в плане приобретения, так и в плане эксплуатации (потребляет много тока).

Общие особенности

Все современные отопительные электрокотлы обладают рядом конструктивных и функциональных особенностей. К примеру:

Как правильно рассчитать мощность

Расчёт мощности котла отопления

Любой котел, предназначенный для системы отопления, рассчитывается по мощности по одному и тому же принципу — один киловатт на десять квадратных метров площади помещения. Но не стоит удивляться и бояться получившихся цифр, потому что это номинальная мощность.

Обычно котел набирает необходимое тепло, обогревает дом, а после снижает обороты, только поддерживая необходимую температуру. Поэтому расходы не будут соответствовать подсчитанной мощности.

Как правильно подключить агрегат

Если рассматривать электрический нагревательный котел с точки зрения пожарной безопасности, то он соответствует всем нормам и требованиям. Загореться такой агрегат просто не сможет. Единственное, что может привести к возгоранию, это неправильно подобранная проводка в плане недостаточного сечения самого провода. Если сечение небольшое, то существует большая вероятность нагрева и возгорания. Чтобы правильно выбрать провод, а точнее, его сечение, необходимо применить известное всем электрикам правило – на один квадратный миллиметр сечения должно приходиться восемь ампер тока.

Для примера можно подсчитать провод для котла мощностью шесть киловатт. Сделаем несколько математических выкладок, а именно — 6000/220/8, получаем в конечном итоге 3,4 мм2. Все просто.

Ассортимент современного оборудования

Оптимальным решением для использования электрического котла является его подключение к системе «теплый пол». Это связано с тем, что среди всех известных источников тепла электрические — самые дорогие. А теплый пол не требует высоких температур, поэтому здесь можно неплохо сэкономить. В таких ситуациях чаще всего используют настенные электрические агрегаты. Они не только компактны, но и являются своеобразными мини-котельными, в конструкции которых уже заложены циркуляционный насос и расширительный бак, если такой необходим.

Вообще электрический котел отопления с насосом на сегодняшний день в своей категории является эффективной моделью. Эффективность обусловлена равномерным распределением теплоносителя по отопительным приборам. А это позволяет не только равномерно распределить тепло по комнатам, но и сэкономить на электроэнергии, понижая температуру самого теплоносителя.

Заключение по теме

В настоящее время для электрических котлов появились альтернативные решения. К примеру, инфракрасные обогреватели, пленочный теплый пол, тепловые насосы разных видов и групп. Все это становится достаточно серьезным препятствием для повышения позиций популярности. Альтернативные решения проще во всем — в монтаже, в цене, в обслуживании. Уйдут ли электрические котлы с рынка или останутся? Все будет зависеть от новых конструктивных решений и технологий, которые будут внедряться в этот вид оборудования.