Как работает электрокотел: плюсы и минусы, расчет мощности, способы монтажа

Система отопления частного жилого дома обеспечивает условия для круглогодичного проживания хозяина и его семьи. Поскольку не все поселки газифицированы, многие домовладельцы прибегают к использованию электроэнергии для обогрева своего жилья. При монтаже и эксплуатации таких систем существуют некоторые нюансы. Чтобы не столкнуться с проблемами, необходимо понимать принцип работы электрокотла.

Устройство электрокотла для системы отопления в частном жилом доме предоставляет владельцам множество неоспоримых преимуществ:

• Отсутствие необходимости сбора документации для подведения энергоносителя.
• Проектирование, монтаж и пуско-наладочные работы выполняются без привлечения специализированных организаций.
• Дешевле, чем твёрдотопливные и газовые агрегаты.
• Отсутствует процесс горения, что обеспечивает повышенную безопасность при эксплуатации. Данное условие выполняется при прокладке силовых жил высокого качества в надёжной изоляции.
• Представлены на рынке в широком ассортименте, каждый потребитель имеет возможность выбрать именно тот водогрейный аппарат, который подходит под объёмно-планировочные и технологические параметры его помещения.

Купить электрокотел можно в нашем интернет-магазине.

• Большинство современных моделей оснащаются функцией дистанционного контроля мощности и других показателей с экрана смартфона.
• Отличаются компактными габаритами, часто устанавливаются на стену. Богатый выбор дизайнерских решений, что позволяет монтировать электроприбор в санузле и в других помещениях дома.
• Некоторые модификации представлены в продаже с циркуляционным насосным оборудованием и расширительным бачком, что избавляет потребителя от необходимости докупать и монтировать данные детали системы.

• Удобный интерфейс на панели управления, возможность программирования.
• При выборе котельной установки повышенного качества, эксплуатация не сопровождается повышенным шумом.
• Индукционное оборудование отличается повышенным КПД. Этот показатель во многом зависит от вида агрегата и принципа работы электрокотла для отопления частного дома.
• Отсутствует необходимость привлечения специализированных организаций для обслуживания устройств.

Устройство электрокотла для отопления частного дома также сопровождается наличием некоторых недостатков, при сравнении с водогрейным оборудованием других категорий:

• Высокие эксплуатационные расходы на оплату потребляемой электроэнергии.
• Для обеспечения должной теплоотдачи рекомендуется применение только биметаллических или алюминиевых отопительных приборов.
• При экстренном отключении электричества обогрев дома прекращается.
• Повышенные требования к химическому составу теплоносителя, а также в степени очистки поступающей в накопительный резервуар воды.

• При использовании устройств с мощностью свыше 9 кВт необходима прокладка трёхфазной кабельной сети, что требует высокой квалификации монтажников для обеспечения безопасности дальнейшей эксплуатации.

Таким образом, устройство электрокотла для отопления обязывает домовладельца позаботиться о стабилизаторе напряжения либо о наличии резервного источника питания. В противном случае, существует риск заморозить дом в отсутствие электричества даже при использовании гликолевого теплоносителя.

На практике используются 3 основных типа электрических котлов, которые отличаются как устройством, так и принципом действия:

• ТЭНовые – наиболее простые и дешёвые варианты оборудования для нагрева теплоносителя.
• Электродные – в нагрев воды происходит непосредственно при участии водной среды, выполняющей роль проводника.
• Индукционные – снабжаются катушкой с током, которая при пропускании тока через сердечник начинает работать по принципу электромагнита и нагревается.

Внутреннее устройство электрического котла отопления с ТЭНовыми нагревателями отличается наличием следующих конструктивных элементов:

• Корпус со стенками в виде сэндвича, включающим эффективный утеплитель для снижения теплопотерь
• ТЭН – трубчатый электронагреватель – металлическое устройство, внутри которого располагается вольфрамовая нить. Тугоплавкий металлический элемент раскаливается при прохождении через неё электрического тока.
• Датчик температуры, который передаёт степень нагрева теплоносителя на реле, посылающее сигнал размыкателю. Данные приборы являются основной автоматикой котельного оборудования рассматриваемого типа.
• Кабельный ввод – герметичная клеммная коробка для подключения силовой жилы нужного сечения.

• Электронная плата – микросхема, отвечающая за слаженную работу автоматических систем.
• Панель управления – кнопочные или поворотные переключатели режимов работы.
• Информационный ЖК дисплей либо светодиодный индикатор – передаёт информацию о текущем режиме работы, показывает температуру нагрева жидкости, коды ошибок и другую информацию.
• Подводящий и отводящий патрубки – предназначены для циркуляции жидкой среды внутри накопительного резервуара.

ТЭНовые котлы отличаются повышенной ремонтопригодностью. Замена ТЭНа может производиться в домашних условиях своими руками в соответствии с простым алгоритмом и инструкцией по эксплуатации.

Чтобы понять, как работает электрический котел для отопления частного дома, достаточно ознакомиться с принципом действия обычного электрочайника. Процесс нагрева жидкости в агрегате происходит согласно следующему алгоритму:

• После монтажа проверяется герметичность контура.
• Вся запорно-регулирующая арматура открывается для обеспечения свободной циркуляции теплоносителя.

• Система наполняется теплоносителем.
• На мембранном баке задаётся давление.
• Включается циркуляционный насос.
• При образовании воздушных пробок – они удаляются через краны Маевского или специальные воздухоотводчики в верхних точках циркуляционного контура.
• Котёл включается в сеть, на контрольной панели выставляются нужные параметры. Оборудование начинает работать на нагрев.
• Чтобы определить, как работает котел отопления от электричества и исключить постоянный контроль за температурой теплоносителя, следует интегрировать в схему его подключения элементы автоматики. По мере приготовления теплоносителя срабатывает термодатчик, и установка на время отключается.
• В трубопроводах продолжает циркулировать нагретый теплоноситель, излучая энергию в помещения через радиаторы или конвекторы.
• При охлаждении жидкости до нижнего значения на реле устройство включается снова и доводит теплоноситель до нужных параметров.

Многие потребители интересуются, как работает электрический котел с трубчатыми электронагревателями и можно ли выполнить его подключение к автоматике. Современные устройства из числа повышенной ценовой категории снабжаются внешним датчиком температуры, который увеличивает граничные значения для внутреннего контура. Это позволяет обеспечить больший нагрев теплоносителя при снижении температуры окружающего воздуха.

Устройство электрокотла электродного типа отличается от классических ТЭНовых установок благодаря наличию следующих деталей:

• На корпусе замыкается нулевой электрод для обеспечения неразрывности цепи и исключения пробоя.
• Противоположная часть корпуса подключается к заземляющему кабелю.
• Вместо нагревательного элемента в центре проточного резервуара основной части котла устанавливается фазный электрод, через который проходит электрический ток.

• Подводящий патрубок монтируется с боковой части оборудования, а отводящий располагается на противоположной стороне, прямо по центру торца.

Корпус агрегата выполняется из качественной стали, покрытой полимерной порошковой окраской. Электрокотёл отличается небольшими габаритами и может монтироваться в любом помещении.

Принцип работы электродного электрического котла отличается моментальным нагревом небольшого количества жидкости, проходящей через проточный резервуар прибора. Приготовление теплоносителя происходит согласно следующему алгоритму:

• Монтаж, настройка, пуско-наладка и заполнение системы водой происходит по тому же принципу, что уже описано для ТЭНового агрегата.
• При включении котла начинается процесс электролиза между расположенными на определённом расстоянии друг от друга электродами.
• Под действием переменного тока катоды начинают концентрировать вокруг себя положительно заряженные ионы в частичках жидкой среды.

• В это время аноды притягивают отрицательно заряженные частицы.
• Под действием колебаний переменного тока заряженные частицы сменяют полярность с частотой до 40–60 раз каждую секунду в такт частотности тока 50 – 60 Гц.
• Под действием электролиза ионы воды находятся в стремительном движении. Это вызывает их быстрый нагрев под действием кинетической энергии. Водная среда обладает повышенной вязкостью и, соответственно, сопротивлением, что образует силу трения.
• Электрический котел для отопления частного дома, принцип работы которого основан на постоянном контакте заряженных частиц с водной средой, может представлять повышенную опасность при эксплуатации. В связи с этим перед покупкой оборудования следует выбрать проверенного поставщика, предоставляющего длительную гарантию и оригинальные документы от производителя.
• Огромное количество кинетической энергии, которая накапливается в ионах, быстро преобразуется в энергию нагрева. Этот эффект позволяет моментально нагреть поток воды, во время его прохождения через резервуар котла.

Главный минус электродных котлов заключается в необходимости использования особого теплоносителя. Жидкая среда должна выступать идеальным проводником. Применение гликолевого теплоносителя в таких случаях не допускается. Это означает, что в условиях планового или экстренного отключения электроэнергии вода в трубах может легко замёрзнуть при отрицательных температурах.

Чтобы понять, как работают индукционные электрокотлы, необходимо сначала разобраться в их внутреннем строении. Классический водогрейный агрегат данной категории включает в себя следующие элементы:

• Корпус оборудования выполняется из металла, окрашенного полимерным покрытием. Между внутренними и внешними стенками расположен теплоизолирующий слой, а также диэлектрик, исключающий пробой тока по корпусу.

• В центре цилиндрического агрегата располагается трубчатый сердечник, который вставляется в импровизированную электромагнитную катушку. Выполняется из ферромагнитного сплава с толстыми стенками, которые сопротивляются повышенному нагреву без возникновения деформаций.
• На сердечнике присутствует первичная обмотка катушки с током, внутри которой формируется электромагнитная индукция.
• В качестве вторичной обмотки выступает сам цилиндр агрегата, который подвергается заземлению.
• Чтобы до конца понять, как работает электрокотел в частном доме, следует ознакомиться с его монтажной схемой и принципом подключения. Как и в электродном котле, на индукционном оборудовании присутствуют два патрубка – с боковой и торцевой частей.
• Как и другие модификации электрокотлов, индукционное оборудование снабжается термодатчиком и регулятором, позволяющими контролировать уровень нагрева теплоносителя.

Такие электрокотлы могут работать при любом напряжении в сети, невосприимчивы даже к сильным перепадам. Обеспечивают нагрев всего объёма теплоносителя всего за 3–5 минут вне зависимости от его количества и начальной температуры.

В ролике рассуждают, выгодно ли устанавливать электрический котел

Многие потребители перед покупкой интересуются, как работает электрокотел индукционного типа. После монтажа, пуско-наладки агрегата и заполнения системы теплоносителем в котле происходят следующие физические процессы:

• При включении на первичную обмотку сердечника подаётся ток, что вызывает электромагнитную индукцию.
• В результате такого явления внутри инвертора создаётся электромагнитное поле.
• Вода поступает через подводящий патрубок во внутренний резервуар.
• Под действием электромагнитной индукции сердечник из толстой стали моментально нагревается до температуры до 600–750 °C.
• Тепловая энергия быстро передаётся на циркулирующий теплоноситель, и на выходе обеспечивается необходимая температура для теплоотдачи в помещения.
• Чтобы до конца понять, как работает электрокотел для отопления частного дома в индукционном исполнении, следует изучить основы теплотехники. При сильном нагревании теплоноситель значительно увеличивается в объёме, вызывает неизменное движение жидкости.

Самым большим преимуществом индукционных котлов считается их неприхотливость к качеству теплоносителя. Под действием переменного тока возникают высокочастотные вибрации сердечника, что исключает образование накипи и отложение других твердых частиц на поверхности металла.

В видео подробно рассказывают об индукционном котле отопления

Принцип работы электрического котла отопления основан на нагреве теплоносителя любым из представленных способов с последующей транспортировкой его по циркуляционному кольцу в приборы отопления. Каждый водогрейный агрегат, представленный на рынке, отличается главным параметром – мощностью. Чтобы подобрать аппарат с нужными характеристиками, можно прибегнуть к двум типам расчётов:

1. Выполнить проект с монтажными схемами и рассчитать мощность агрегата по формулам из СНиП. Такой метод даёт максимально точное значение и позволяет выбрать котёл в строгом соответствии с величиной отапливаемого объёма.

2. Учитывая, что мощность котлов должна подбираться с запасом, так как оборудование не должно работать на пределе своих возможностей, можно воспользоваться эмпирической зависимостью, также дающей точный результат:

• Определяется фактическая площадь всех отапливаемых помещений в здании.
• Полученная величина делится на 10, что соответствует 1 кВт мощности водогрейного оборудования на каждые 10 м2 площади помещений.
• К полученной величине добавляется коэффициент запаса мощности в пределах 15%–25%.
• Итоговый показатель округляется в большую сторону до ближайшего значения мощности котла, представленного в продаже.
• Таким образом, если частный жилой дом имеет площадь 145 м2, требуемый параметр мощности составляет 14,5 кВт. С учётом коэффициента запаса, эксперты рекомендуют приобретать оборудование с мощностью 18 – 20 кВт.

Если речь идёт о доме с площадью от 300 м2 и выше, принцип работы электрического котла позволяет разделить отапливаемые контуры на две дифференцированных системы, каждая из которых будет обеспечивать нагрев части помещений, либо энергия будет уходить на нужды ГВС посредством монтажа в систему бойлера косвенного нагрева. Таким образом, для обеспечения раздельной работы и возможности резервирования, следует приобрести два котла одинаковой мощности, которые в сумме дают расчётный показатель.

В видео рассказывают подробнее о КПД электрических котлов

Учитывая огромный ассортимент котельного оборудования на рынке, перед покупкой необходимо проанализировать объёмно-планировочные параметры, а также технологические процессы для каждого отапливаемого помещения. При выборе электрокотла в торговой точке следует учитывать следующие критерии:

• Бренд и страна производства оборудования. Перед покупкой следует изучить историю предприятия, ознакомиться с положительными отзывами реальных покупателей. Не лишним будет выяснить наличие развитой сети сервисных центров, что значительно повышает оперативность проведения ремонтных работ.

• Точно рассчитать мощность котла, воспользовавшись зависимостью, которая приводится выше. Чтобы понять, как работают электрокотлы, необходимо изучить параметры всей сети отопления. При превышении мощности возможно закипание теплоносителя и возникновение проблем с его циркуляцией.
• Выбрать тип крепления оборудования. В продаже представлены два типа котлов – напольные и настенные. Данная характеристика относится только к ТЭНовым агрегатам накопительного типа.
• Определиться с видом котельного оборудования – ТЭНовый, электродный или индукционный. Конечный выбор зависит от наличия свободного места, качества теплоносителя и желаемой скорости нагрева теплоносителя. От типа агрегата зависит принцип работы электрического котла отопления в частном доме.
• Выбрать нужное количество контуров. Существуют одноконтурные и двухконтурные установки. В первом случае, обеспечивается приготовление теплоносителя только для отопления, а в двухконтурном исполнении появляется возможность подключения системы ГВС.

• Объём накопительной части ТЭНового электрокотла. Данная функция помогает при частом отключении электричества, так как теплоноситель несколько часов продолжает отапливать помещения. Однако для обеспечения эффективности работы необходима система с циркуляций теплоносителя под действием гравитационных сил, так как насосное оборудование также отключается при отсутствии электроэнергии.
• Наличие автоматики и системы удалённой диспетчеризации через GSM модуль. При невозможности постоянного контроля работы котельного оборудования необходимо отладить функцию автоматического изменения режимов.
• Электрокотел для отопления «Теплотех», принцип работы которого основан на нагревании ТЭНа, следует монтировать в санузле при отсутствии в непосредственной близости легко воспламеняющихся материалов. Данная мера безопасности необходима при аварийной ситуации, которая может возникнуть от короткого замыкания.

Чтобы не ошибиться с выбором, следует зафиксировать на бумаге все параметры помещений и системы, после чего показать эти данные консультанту в торговой точке. Профессиональный продавец объяснит все плюсы и минусы каждого агрегата и поможет выбрать наиболее подходящее оборудование.

В ролике рассказывают, как выбрать электрический котел отопления для частного дома

Вне зависимости от принципа работы электрокотлов существует два способа монтажа приборов данной категории:

• На пол. В данном исполнении, как правило, представлены тяжёлые накопительные установки с мощностью от 9 кВт и выше. Для их размещения требуется наличие свободной площади, а также выделенное помещение котельной. Отличаются высокой производительностью и уровнем надёжности.
• На стену. Преобладающее большинство электрокотлов представлены именно в таком виде. Отличаются компактностью, простотой в обслуживании и эксплуатации, легко монтируются. Могут размещаться в любой точке системы, из-за чего часто имеют стильный дизайн, соответствующий интерьеру.

При выполнении монтажа котельного оборудования на стену следует учитывать следующие нюансы:

• Прочность стены. Установка может весить до 80 кг, что вызывает значительное выдёргивающее усилие. Оборудование не рекомендуется размещать на тонких стенах из фанеры, гипсокартонных листов или газобетонных блоков. Для установки лучше выбрать вертикальные несущие конструкции из бруса, кирпича или железобетона.

• Выбор нужного крепежа. В зависимости от состава и конструкции стены, следует выбрать соответствующие анкеры. Применение пластиковых дюбелей для монтажа водогрейного оборудования не рекомендуется.
• При выборе места для установки агрегата следует учитывать возможность его обслуживания. Котёл лучше монтировать таким образом, чтобы панель управления с индикаторами была на уровне глаз. Принцип работы электрических котлов любого типа обязывает проводить периодическую инспекцию агрегата с проверкой выставленных параметров.
• Перед монтажом котла на стену следует заранее продумать схему обвязки. Подающие и обратные магистрали должны располагаться таким образом, чтобы в местах соединений не возникали воздушные пробки.

При устройстве напольного котельного оборудования нужно выбрать свободную площадь таким образом, чтобы обеспечить подход человека к агрегату со всех сторон. Это значительно облегчит обвязку, сервисное обслуживание и ремонтные работы.

Принцип работы современных электрокотлов во многом определяется способом и качеством монтажа водогрейного оборудования. Чтобы результат оправдал ожидания, при монтаже все работы следует выполнять в строгом соответствии с представленной технологической картой:

• После покупки котла необходимо выбрать место для его монтажа в зависимости от типа агрегата.
• Первым делом устройство устанавливается на стену или на пол в статическое положение. Как правило, любой котёл не отличается мобильностью, и после обвязки двигать его уже нельзя.
• После установки необходимо подвести к подводящему патрубку обратную магистраль, а к отводящему – подачу. Каждый патрубок снабжается резьбовым соединением.
• Перед монтажом магистрали необходимо врезать в систему запорно-регулирующие краны для возможности профилактического или экстренного демонтажа прибора.

Заказать установку котла отопления можно в нашей компании. Чтобы ознакомиться со стоимостью работ и порядком оказания услуги и связаться со специалистом, перейдите в раздел «услуги».

• На обратной магистрали также потребуется сливной клапан для опорожнения содержимого агрегата при проведении ремонтных работ.
• В местах установки фитингов следует закрепить сетчатые фильтрующие прокладки для задержки твёрдых частиц. Это продлит срок службы прибора и снизит риск образования накипи.
• На подающей магистрали, при условии подпитки системы от воды их скважины, следует смонтировать станцию водоподготовки – обратный осмос.
• После обвязки при отсутствии в комплектации котла циркуляционного насоса и расширительного бачка, данные элементы последовательно интегрируются систему в соответствии с требованиями рабочего проекта и сборочной схемой.
• В расширительный бачок нагнетается воздух для создания напряжения на мембране. Оптимальный показатель давления для частного жилого дома составляет 1,6–1,8 атм.
• К котлу подводится выделенная силовая линия. Кабельная жила должна иметь нужное сечение для беспрепятственного пропуска тока с характеристиками, заданными производителем. Для электрокотла в щитке должен быть смонтирован отдельный автомат УЗО.

• При мощности котельного оборудования свыше 9 кВт необходимо обеспечить трёхфазную силовую линию с заземляющим проводом. При монтаже следует обязательно проверить сопротивление на петле фаза-ноль, а также определить порог и время срабатывания автомата при КЗ.
• На завершающей стадии к котлу подключается терморегулятор и реле, посылающее сигнал на панель управления для размыкания контактов.
• В отдельных случаях к котлу монтируется GPS модуль для обеспечения дистанционной диспетчеризации агрегата.

После монтажа производится пуско-наладка и запуск котла в тестовом режиме. Достигнутые параметры сравниваются с техническими характеристиками водогрейной установки. Если показатели сильно рознятся, необходимо повести балансировку системы. Если самостоятельная настройка не позволяет добиться ожидаемого результата, лучшим решением будет вызов специалиста из сервисного центра. При разбалансированной системе эффективность работы агрегата падает в несколько раз.

В видео показывают, как установить электрокотел

Большинство владельцев частных домов интересуются: «Электрокотел для отопления, как работает и какая схема его внутреннего устройства?». Существует три основных типа электрокотлов – ТЭНовые, индукционные и электродные. Каждый из агрегатов имеет отличительные особенности во внутреннем строении и принципы работы. ТЭНовое оборудование отличается повышенной надёжностью и долговечностью, а электродные котлы нагревают воду почти мгновенно и имеют самые компактные габариты. Для правильного подбора мощности устройства следует выбирать оборудование, исходя из зависимости от отапливаемой площади. На каждые 10 м2 принимается 1 кВт мощности агрегата.