Двухконтурный электрический котел: как работает устройство системы обогрева дома

№— Зота 12 Люкс

Позиция 6 рейтингу у российской компании ЗОТА с моделью ZOTA 12 Lux. Корпус котла изготовлен из нержавеющей стали, что повышает долговечность. Установка относится к одноконтурному типу с ТЭНами. Мощность достигает 12 кВт. Электронная схема обладает программатором, обеспечивающим плавную и тонкую регулировку.

Плюсы установки:

• повышенная надежность;
• малый размер и вес (19 кг), что дает возможность любого монтажа;
• достойный дизайн;
• экономичный расход электроэнергии;
• защитное отключение при перегреве;
• простота монтажа и обслуживания.

Замеченные недостатки:

• слегка превышен уровень шума;
• отсутствие насоса в комплекте.

Электрический котел ЗОТА легко отапливает дом до 130 м

2

Обладает высокой надежностью и безопасностью, что позволяет занимать достаточно высокое место рейтинга

Виды двухконтурных котлов

В зависимости от места монтажа бывает котел электрический двухконтурный настенный и напольный. По конструктивным особенностям все агрегаты делятся на ТЭНовые, электродные и индукционные.

Электрокотел ТЭНовый

Принцип работы этого прибора схож с кипятильником. В качестве нагревательного элемента в нем используется ТЭН. Количество ТЭНов зависит от мощности агрегата. Циркуляция теплоносителя проточная или принудительная.

Преимущества ТЭНовых котлов:

• приемлемая цена;
• привлекательный дизайн;
• в качестве теплоносителя можно использовать антифриз;
• приборы полностью автоматизированы.

Главный минус таких котлов кроется в образовании накипи на ТЭНах, что существенно снижает эффективность работы прибора. В связи с этим через определенный срок нагревательные элементы придется заменять. Для продления срока службы ТЭНов в воду добавляют смягчающее средство.

Электродный агрегат

В этом устройстве в качестве нагревателя выступают специальные электроды, подающие электрический ток теплоносителю. Нагревание жидкости происходит за счет ее внутреннего сопротивления. Электрический ток приводит к расщеплению молекул теплоносителя с последующей их ионизацией. Заряженные частицы движутся к электроду с нужной полярностью, что приводит к быстрому нагреванию теплоносителя.

Преимущества двухконтурного нагревательного оборудования:

1. Компактные размеры и небольшой вес прибора позволяют монтировать его на стену.
2. Приемлемая цена – еще одно достоинство таких агрегатов.
3. При утечке теплоносителя котел автоматически отключается, что гарантирует его безопасность.

Минусов у котлов электродного типа больше:

• предъявляются высокие требования к чистоте и химическому составу теплоносителя;
• нельзя использовать антифриз;
• если скорость движения теплоносителя в контуре упадет, то котел мгновенно перегреется;
• электроды нуждаются в регулярной замене, потому что быстро изнашиваются.

Индукционный нагревательный прибор

Для преобразования электрического тока в тепловую энергию в индукционном котле установлена катушка индуктивности. Передача энергии между первичной и вторичной обмоткой происходит под действием индукционного поля. Это вызывает нагрев теплового носителя. Вода, циркулирующая в змеевике, нагревается от стенок корпуса вокруг индукционной катушки.

Плюсы индукционного котла:

1. Главное достоинство такого нагревательного оборудования в том, что жидкий теплоноситель не контактирует с нагревательным элементом. Благодаря этому повышается срок службы прибора.
2. Кроме этого, в таком агрегате можно использовать любой тепловой носитель.
3. Дополнительное преимущество – высокая электро- и пожаробезопасность.

Недостатками индукционного котла можно назвать его значительные габариты и немаленькую стоимость, что не делает его популярным.

P.S. (post scriptum)

Покупка двухконтурного электрокотла для отопления квартиры в перспективе не несет за собой никакой выгоды своему потенциальному владельцу. Если купить нагреватели для системы отопления и ГВС отдельно, то это будет значительно дешевле и удобнее. Про водяные теплые полы, работающие от электрокотла, вообще лучше забыть. Есть альтернатива – электрические теплые полы, которых несколько видов. Вероятность утечки теплоносителя исключается и даже при появлении поломки перестанет функционировать только какая-то часть теплого пола. Самые новые инфракрасные маты вообще не боятся повреждений.

https://youtube.com/watch?v=asmWZcnzsUs

Способы нагрева воды

В зависимости от способа нагрева воды все электрокотлы подразделяются на:

• электродные;
• тэновые;
• котлы с наличием инфракрасного нагревателя.

В электродных нагревание воды происходит в результате прохождения через нее переменного тока.

Электродные котлы обладают способностью автоматического отключения при утечке теплоносителя, коротких замыканиях и излишнем повышении температуры.

Устройства для систем отопления с инфракрасным нагревателем являются достаточно выгодными, они способны функционировать в полностью автоматическом режиме.

В тэновых устройствах нагрев осуществляется посредством использования больших тэнов, принцип работы которых схож с работой обычного кипятильника. Они отличаются высокой степенью надежности.

Конструктивные особенности

Отличительной чертой всех котлов отопления является нагревательный элемент. В зависимости от его вида агрегаты классифицируются следующим образом:

• электродные;
• с использованием ТЭНов;
• индукционные.

Различают также отопительное оборудование по типу конструкции теплообменника. Эта конструкция может представлять собой встроенный бойлер либо проточную систему. Рассмотрим каждую категорию котлов в отдельности.

Электродное отопительное оборудование

Нагрев осуществляется за счет пропускания через жидкость электрического тока. Использоваться электроды могут, только если теплоносителем является вода. Ее разогрев происходит за счет собственного сопротивления, которое возникает при испускании электродом заряда.

Оборудование на основе этого нагревательного элемента, является самым безопасным для дома, потому что при утечке воды, оно отключается. Таким же образом реагирует устройство при коротком замыкании или повышении температуры выше нормы.

Аппараты с ТЭНами

Принцип работы заключается в нагреве проточной воды с помощью специальных элементов – ТЭНов. Преимущества этого вида:

• высокая степень надежности;
• компактные габаритные размеры;
• автоматизированный процесс управления;
• естественная циркуляция.

Такие особенности конструкции позволяют установить агрегат на стену, а автоматизированная система — поддерживать необходимую температуру в доме. Путем отключения и включения необходимого числа нагревательных элементов можно регулировать и потребление электроэнергии.

Недостатком этой разновидности двухконтурных аппаратов является образование накипи. Она увеличивает потребляемую мощность за счет снижения теплоотдачи. Но плюсы перекрывают недостатки и делают такие агрегаты самыми популярными. Они просты в эксплуатации и имеют невысокую стоимость.

Индукционное оборудование

Нагревание осуществляет катушка индуктивности из ферромагнитных сплавов. Она располагается в отдельном отсеке и не соприкасается с теплоносителем. Циркулирующая по периметру вода подвергается индукционному нагреву.

По сравнению с рассмотренными выше вариантами, такой вид отопительного оборудования имеет более высокую стоимость, а также отличается большими габаритами. Эти показатели являются основными недостатками, но есть и существенные плюсы:

• исключены протечки и поломки;
• минимальное образование накипи;
• безопасность эксплуатации.

Котлы со встроенным бойлером

Их установка актуальна, когда в доме возникает необходимость в постоянном доступе к горячей воде. Они обладают следующими особенностями:

1. при отсутствии электрического питания в наличии всегда остается запас горячей воды;
2. нет необходимости в регулярной чистке бойлера;
3. объем горячей воды до 60 литров.

Проточная система

Установка целесообразна в тех случаях, когда суточный расход воды не превышает 10-15 литров. Максимальная температура в такой системе не превышает 30С°, а температура воды в ней зависит от скорости протекания ее через теплообменник.

Отдавая предпочтение двухконтурной конструкции, можно остановить свой выбор на любом виде. Но немаловажную роль играют показатели, от которых будет зависеть стоимость отопления после установки электрокотла.

Принцип работы

Двухконтурный электрический котел для отопления, призванный прогревать жилые площади, действует по принципу преобразования электрической энергии в тепловую. Данный процесс осуществляется с применением специальных нагревательных элементов, которые являются одними из важнейших деталей электрического оборудования. Данные компоненты отвечают за прогрев воды для хозяйственных нужд, а также самого теплоносителя.

Вода циркулирует по трубам благодаря насосу, присутствующему в конструкции котла. Однако этот процесс может происходить и естественным путем. В последнем случае ситуация находится под контролем автоматики.

В этой системе отопления имеются регуляторы, отвечающие за температурный режим и подающие при этом определенные сигналы:

• когда все необходимые показатели достигнуты, подогрев автоматически отключается;
• когда температурный показатель снижается до заданных значений, система также отключается.

Определенные типы программаторов дают возможность выставлять нужные значения обогрева в зависимости не только от внутренней, но и наружной температуры воздуха. С использованием подобных элементов осуществляется самостоятельная регулировка работы устройства в автономном порядке.

Современные двухконтурные котлы, действующие от электричества, оснащаются надежной предохранительной системой. В большинстве случаев ее наличие никак не отражается на стоимости отопительного агрегата. Так, если теплоноситель перегревается, максимально разрешенный показатель его давления значительно повышается. Сразу после этого действует специальный клапан безопасности.

Виды энергосберегающих котлов

Выбирая устройство для отопления частных домов, дач, офисов, магазинов, аптек и других производственных, нежилых и подсобных помещений все чаще предпочтение отдают энергосберегающим электрическим котлам отопления. И это оправдано – стоимость энергетических ресурсов постоянно растет, поэтому применение экономичных энергосберегающих котов позволит экономить на оплате счетов за электроэнергию.

Спрос на них постоянно растет, как и на экономичные газовые котлы. Отопительные электрокотлы легко и просто подключаются к различным системам отопления (этажным, центральным, индивидуальным), при этом она может быть смешанного или накопительного типа. Сэкономить на потреблении эл. энергии энергосберегающие электрические котлы помогут и в том случае, если включать их в работу в ночное время, пользуясь двухтарифным счетчиком электроэнергии (стоимость 1 кВт электроэнергии в ночное время гораздо ниже).

С помощью этого видео, можно многое узнать об отопительных котлах, работающих от электричества:

https://youtube.com/watch?v=2M_qMJoszUs

Энергосберегающие отопительные электрокотлы принято классифицировать по следующим признакам:

• типу (электродные, индукционные, ТЭНовые);
• месту установки (напольные и настенные);
• мощности в кВт (от 2 до 120);
• количеству контуров (одно-, двухконтурные);
• способу питания (однофазные, трехфазные).

Применяются энергосберегающие электрические котлы отопления только там, где есть возможность подключения к электрическим источникам питания. Экономичные газовые котлы используются в том случае, если есть возможность подсоединения к газовой магистрали.

Отопление помещений с помощью электрических энергосберегающих котлов электродного типа (их еще называют ионными или ионно-обменными) осуществляется благодаря протеканию электрического тока через жидкий теплоноситель, в качестве которого используется вода (чаще всего), электролит, масло.

Нагрев осуществляется за счет неупорядоченного движения ионов жидкости, движущейся от катода к аноду, при этом их хаотическое движение приводит к быстрому возрастанию температуры теплоносителя. Электрические энергосберегающие котлы для дома ионного типа занимают мало места и считаются лучшими при необходимости отопления площадей до 250 м2 или объемом 750 м3, при этом температура на выходе из котла может достигать 95 0С.

На видео показан смонтированный отопительный экономичный электрический котел, который считается лучшим:

На фото показаны индукционные энергосберегающие электрокотлы, которые в своем устройстве имеют индуктор. С его помощью эффективно нагревается теплоноситель. Отличается от других видов отопительных электрических котлов отсутствием элементов нагрева, что положительно сказывается на его эксплуатации, он, в принципе, не может сломаться и не требует обслуживания в процессе эксплуатации.

Кроме того, внутри электрокотла в процессе работы происходит микровибрация, что не дает образовываться накипи на внутренних элементах котла. Такой отопительный котел не имеет разъемных элементов, что значительно продлевает его срок службы.

Цена на энергосберегающие электрические котлы этого типа довольно высокая и превосходит стоимость экономичных электродных электрокотлов других моделей в несколько раз. Но цена оправдана, т.к. такой электрический котел имеет большой срок службы и не нуждается в обслуживании в процессе эксплуатации.

На фото изображен ионный экономичный электрический котел, котел привлекает свои дизайном.

У ТЭНовых электрических котов теплоноситель нагревается от имеющихся в устройстве тэнов, которые подключаются к источнику питания.

На фото показан внешний вид наиболее распространенного электрокотела, имеющего трубчатые нагреватели (ТЭНы). Цена на ТЭНовые котлы не высокая, т.к. их выпускают многие производители и конкуренция заставляет искать пути удешевления продукции, которая не отражается на качестве работы электрического котла.

Расчет расходов на обогрев

Для того чтобы получить приблизительную цифру, необходимо знать основные показатели:

• общую площадь отапливаемых помещений;
• потребляемую мощность котла;
• количество месяцев отопительного сезона — они зависят от климатических условий;
• поправочные коэффициенты.

Произведем расчет для дома площадью 60 м². Для обогрева такого помещения необходим отопительный агрегат мощностью 6 кВт.

Определим суточный эквивалент потребляемой мощности. Для этого используется поправочный коэффициент. Для здания с хорошим утеплением при полной нагрузке он равен 0,6. В итоге получаем 0,6×6,0=3,6 кВт.

Вычислим суточный расход. Он определяется умножением эквивалента мощности на количество часов в сутках. 3,6×24=86,4 кВт*ч. Если брать в пример среднюю стоимость электроэнергии, то она составляет 3,62 р./кВт*ч. По такому параметру суточные затраты получатся в перделах 313 р., а месячные примерно составят 9000 р.

Это максимальная цифра, она будет соответствовать лишь показателям за самые холодные 2-3 месяца. В остальное время показатель нагрузки снизится до значения 0,3, и расходы сократятся вдвое. Среднее значение стоимости отопления составит 5700 р.

https://youtube.com/watch?v=Ok3OteQxxHU

Несмотря на повышенный расход электроэнергии, выбор двухконтурного отопительного оборудования связан с рядом плюсов. Оно выполняет две важные функции: снабжение горячей водой и обогрев дома. Также производителями предусмотрена возможность индивидуальной корректировки температуры и соответственно стоимости тепла.

Особенности расположения обвязки котельного оборудования

• группа безопасности устанавливается за отопительным агрегатом, так как на этом отрезке контура при прекращении циркуляции наблюдается точка наивысшего давления рабочей среды,
• циркуляционный насос располагается перед котлом, в точке контура с минимальной температурой теплоносителя,
• расширительный бак устанавливается с выдержкой расстояния двукратного значения напора насоса, если располагается до него, в случае же размещения после – дистанция должна быть равна восьмикратному значению напора насоса.

В электрокотлах последнего поколения все элементы обвязки зачастую встроены в конструкцию.

Преимущества устройства

Двухконтурный электрический котел обладает рядом положительных качеств, среди которых:

• компактность. Устройство может быть использовано для установки не только в загородных домах, но также и в обычных городских квартирах в условиях ограниченного пространства;
• автономность и производительность. При установке легко обеспечивается комфорт проживания в доме;
• простой и быстрый монтаж. Конструкция имеет минимальное количество соединительных элементов.

К минусам можно отнести достаточно высокую стоимость решения, однако она абсолютно оправдана результатом.

Особенности выбора

Для того чтобы подобрать оптимальное устройство для нагрева и отопления, необходимо определиться с типом монтажа, а также учесть:

Формат помещения. Для подбора лучше изначально обратиться к специалистам, которые смогут провести необходимые технологические расчеты;

Характеристики — указаны в описание к каждому предложению производителей;

Наличие дополнительных возможностей. В ряде моделей реализована опция дистанционного управления и присутствует многофункциональная автоматика. 

В идеале для покупки стоит обратиться за помощью к специалистам, которые помогут подобрать вариант под конкретное помещение и в рамках определённого бюджета, правильно рассчитав мощность. На рынке климатического оборудования доступны товары множества производителей, среди которых каждый сможет подобрать для себя оптимальное решение. Если говорить о самых популярных решениях, то среди них можно выделить продукцию от европейских брендов, для которых характерна экономичность и надежность. 

Что касается установки, то ее необходимо доверить профессионалам, которые смогут учесть все нюансы выбранной модели. Последующая эксплуатация при условии правильного подключения будет максимально проста. При неправильной установке котел может не только быстро выйти из строя, но и принести материальный ущерб.

Подключение к электросети

При подключении электрокотла своими руками руководствуются рядом правил:

• к розетке подключают приборы мощностью до 3,5 кВт,
• силовые приборы мощностью до 7 кВт подключают к распределительному щитку,
• котельное оборудование мощностью до 12 кВт подключается к однофазной сети 220 В, для агрегатов мощностью более 12 кВт применяется трехфазная сеть 380 В.

Материалы, необходимые для монтажа:

1. Силовой кабель марки ВВГ с медными жилами. Количество жил зависит от числа фаз – 3 или 5, сечение должно соответствовать мощности котельного агрегата, этот параметр указывают в техпаспорте изделия.
2. Связка УЗО в комплекте с автоматическим выключателем или дифференциальный автомат защиты. Номинал последнего зависит от мощности отопительного котла. Напряжение срабатывания дифавтомата – 30 мА.
3. Заземляющий контур. Чтобы заложить заземляющий контур возле частного дома, можно использовать полосу сечением 40х5 мм + 3 стальных стержня d16 мм длиной 2 м с острым концом.

Для того чтобы самостоятельно подключить электрический котел, следует снять лицевую панель корпуса, соединить жилы силового кабеля соответствующих цветов с контактами клеммника. При установке электрического котла отопления своими руками стоит помнить, что такое напряжение является источником повышенной опасности.

Как рассчитать необходимую мощность котла отопления

Потребности в тепле здания и, соответственно, мощность котла зависит от теплопотерь сооружения через ограждающие конструкции и климатических условий региона. К примеру, в центральных регионах России для отопления 10 м2 площади в среднестатистическом частном жилом доме придётся подать около 1 кВт тепловой энергии. Так как КПД всех типов электронагревателей приближается к 100%, потребность в тепловой энергии дома практически приравнивается к мощности котла. В зависимости от режима использования горячей воды, следует добавить ещё 5-25%.Чем лучше утеплён дом, тем меньше энергии нужно затратить на его отопление. И наоборот. Также следует учесть, что при падении напряжения мощность электрокотла будет снижаться, поэтому рекомендуется предусмотреть некоторый запас производительности.

В этой таблице производитель указывает отапливаемую площадь для каждой модели котла, можем соотнести эти данные с номинальной мощностью. Показательно, что теплогенератор на 5,1 кВт можно подключить к обычной сети, а для других котлов потребуется трёхфазное электрическое питание (7-киловатник является универсальным по подключению)

В котлах косвенного нагрева ТЭНов может быть несколько, тогда максимальная мощность агрегата складывается из мощностей всех нагревательных элементов. Часто производительность ТЭНов разная, поэтому при включении каждого из них по отдельности (или всех одновременно) – реализуется ступенчатая регулировка мощности. Мощность электродного котла регулируется изменением рабочей площади поверхности электродов, для этого применяются подвижные фторопластовые пластины.