​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла

Инженерные системы и сети|26 ноября 2017 в 13:32| 0 |

Эффективность электрического отопления для обогрева частных домов понятна, ведь единственные конструкции отопительных агрегатов, имеющие КПД от 98% - это электрокотлы. Электроэнергия в полном объеме затрачивается на нагрев теплоносителя, и потери от возможных недочетов в конструкциях котлов, когда тепловая энергия проходит через корпус агрегатов, не так велики. Имеются компактные модели котлов, одновременно обогревающие воздух отапливаемого помещения от самого агрегата.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4034

Цены на электроэнергию продолжают расти, поэтому ее расходование следует жестко контролировать, и, выбирая наиболее подходящую модель электрокотла для дома, в первую очередь максимально сократить теплопотери через ограждающие конструкции здания. Хорошая теплоизоляция для частных домов сейчас крайне важна, поскольку позволяет быстро создать тепловой комфорт в помещениях при уменьшении расхода энергии. Поправка на существующую теплоизоляцию дома при выборе котла по мощности необходима.

Прежде чем выбирать электрокотел, следует определиться с его подключением. Включить в розетку можно только котел небольшой мощности, которого вряд ли будет достаточно для обогрева нескольких комнат. Для одной комнаты или отдельной кухни-столовой вполне можно пользоваться компактным котлом, включая его в существующую линию.

Но для устройства системы отопления от электрического котла мощностью более 7 кВт необходимо наличие отдельной трехфазной электролинии. Иногда выполняют подключение через общий электрощит, посредством медного проводника, имеющего сечение не менее 1 мм/8А.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4033

При выборе любого котла первым параметром будет значение необходимой мощности, которое рассчитывается по исходным данным площади отопления и степени теплоизоляции дома.

По расчету мощности электрокотла:

  • Предварительный подсчет мощности котла: на каждый кубометр отапливаемого объема потребуется мощность в 40 Вт. Первая поправка – на число окон со стеклопакетами и теплозащиту ограждающих конструкций. В случае, когда теплоизоляция и герметичность окон и дверей недостаточна, следует добавить на каждый дверной блок по 200 Вт, и на каждый оконный - 100 Вт.
  • Если будет применен двухконтурный электрокотел или отопительная система будет иметь естественную циркуляцию, к суммарной мощности добавляют 25%.
  • При расчете для приобретения электрокотла в частный дом или квартиру, находящуюся на первом или последнем этаже, реальным будет поправочный коэффициент на компенсацию теплопотерь через ограждающие конструкции стен и крыши.

Учесть разницу в требуемой мощности котла для разных климатических районов страны можно, применив усредненные коэффициенты по регионам, учитывающие среднегодовые температуры наружного воздуха по районам:

  1. для южных районов К= от 0,7 до 0,9
  2. для центральных районов К= от 1,2 до 1,4
  3. для северных районов К= от 1,75 до 2,0

Пример подсчета для одноэтажного дома, имеющего высоту помещений в чистоте = 2,9 м, общую площадь отопления 150 м2, две входные двери и 10 окон. Район постройки дома – один из центральных, отопительная система имеет циркуляционный насос и один отопительный контур. Теплоизоляция выполнена качественно, но окна и двери недостаточно герметичны.

Подсчет: (150 м2*2,9 м*40 Вт + 400 Вт + 1000 Вт) * 1,4 * 1,5 = 39,48 кВт – не так уж мало. Но заметно, что главные потери несет не собственно отопление, а теплопотери – в полтора раза. Грамотное утепление и вентиляция частного дома с рекуперацией тепла сегодня – важный фактор для экономии энергоресурсов.

Округляют полученное значение для мощности электрического котла всегда в большую сторону, иначе мощности от котла в холодный период года может оказаться недостаточно. Но современные котлы имеют опции регулирования степени обогрева, и при теплой погоде будет иметься определенная экономия.

Способы обогрева и дополнительные функции электрокотлов

Цена на электроэнергию высока, и понятно стремление владельцев индивидуальных домов минимизировать расходы. Один из способов – комбинированный обогрев. Например, приобретают для обогрева помещений электокотел с одним отопительным контуром, а горячую воду получают от отдельного котла малой мощности.

Дополнение опций в современных моделях электрокотлов предполагает и увеличенное потребление электроэнергии, поэтому к выбору модели следует подходить очень критично, оценивая необходимы ли данные конструкционные дополнения. Но требования безопасной эксплуатации системы – другое дело, и выбор котла с автоматизированной системой контроля, имеющей датчики температур и давления, обоснован. Автоматическая остановка работы котла с отключением от питания при достижении предельных значений и нештатных ситуациях обеспечит безаварийную работу системы.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4027

Отопление дома электроэнергией имеет массу плюсов и один из минусов, который серьезен – такое отопление очень дорого обходится. Один из путей снижения ежемесячных расходов – установка системы регулирования отопления, использующей ночное снижение тарифа на электроэнергию. Нагрев теплоносителя возможен по-максимуму в ночное время, а днем идет расход частично аккумулированного тепла. Конечно, все это возможно при наличии системы учета электроэнергии – счетчиках день-ночь. Теплоаккумуляторы, или буферные агрегаты, обеспечивают в этом случае равномерный прогрев комнат круглосуточно, за счет накопленного ночью тепла.

Основные типы электрических котлов

Для правильного выбора модели котла полезной будет краткая информация об основных типах и работе электрокотлов.

Самые распространенные и в наше время – котлы с ТЭНами. Нагревательные элементы в этих агрегатах помещены в довольно большие емкости, заполненные жидким теплоносителем. Нагреваясь от термоэлементов, теплоноситель циркулирует по трубам отопительной системы дома. Циркуляция, как правило, необходима, иначе система не будет достаточно эффективной. Оснащение циркуляционным насосом входит в обычную схему работы отопления. Применение ТЭНов предполагает предварительную очистку воды (обычный теплоноситель – вода из водопровода), поскольку трубки и полосы ТЭНов быстро собирают известь и соли из воды, и эти налеты не только снижают скорость обогрева, но и ведут к поломкам приборов отопления. Если система пополняется водопроводной водой постоянно – то и поломки более частое явление.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4031

Один из выходов – применение замкнутых систем отопления, в закрытый контур которых заливают особый теплоноситель или очищенную воду.

Модели ТЭНовых котлов могут иметь различное исполнение, одна из полезных опций – быстрая регулировка степени нагрева теплоносителя.

Тип электрокотлов, называемых индукционными, предполагает работу без нагревательных элементов. Для нагрева применяется фундаментальный закон физики – электромагнитная индукция. Очень остроумная система котла, имеющая немало поклонников благодаря надежности, долгому ресурсу и необыкновенной компактности. Индукционные котлы изготавливают для своих домов собственноручно многие владельцы, понимающие суть технического решения и владеющие навыками сборки и работы с металлами.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4030

Кратко о конструкции индукционного котла: индукторная катушка представляет собой трубку, материал которой – диэлектрик, и соответственно обмотки; внутренний стержень, помещенный в трубу индуктора, выполнен из ферромагнетика и, как следствие, нагревается по закону электромагнитной индукции вихревыми токами при прохождении тока по индукторной обмотке. В трубе постоянно циркулирует и нагревается от ферромагнитного стержня теплоноситель – вода. Минусы данного агрегата следуют из особенностей его конструкции: очень сложный блок управления, который необходимо располагать и подключать отдельно от нагревательной конструкции; и очень жесткие требования к очистке воды-теплоносителя.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4028

Из всех моделей электрокотлов нельзя не отметить электродные котлы – экономичные, удивительно компактные и безопасные. Принцип работы этих котлов известен всем, а электроды, применяемые для них, знакомы старым командировочным работникам как лезвия бритв, а отслужившим в армии – иногда как подковы сапог. Но современные электродные котлы имеют специальные металлические электроды, помещаемые в жидкий теплоноситель. При прохождении переменного тока через электроды происходит электролиз, а смена полярности соответственно бытовой частоте электротока в 50 Гц дает очень много тепла благодаря сопротивлению жидкости. Хотя и проводник и теплоноситель – одна и та же вода, электрически котел абсолютно безопасен, даже при протечках системы.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4032

Недостатки электродных котлов – нужен очень чистый теплоноситель в системе отопления, иначе электролиз идет некорректно. Вода применяется только после очистки. Электроды в процессе электролиза постоянно растворяются, и требуют периодической замены, и как следствие затрат на сервис и материалы. Замена электродов своими руками довольно сложна. Кроме того, все электрические котлы зависимы от перебоев в электроэнергии.

​Электрические отопительные котлы. Виды, принцип работы, расчет необходимой мощности электрокотла 4035

Общие плюсы всех видов электрокотлов

  • Компактны, внешне очень эстетичны и нисколько не портят интерьер современной кухни. Все модели электрокотлов предполагают такую деталь, как бак, в который погружен нагреватель различной конструкции. Топки и собственной вентиляционной системы не требуется, также как нет необходимости в дымоудалении и многих других устройствах. Часто модель электрокотла разработана для настенного крепления, но котлы напольного исполнения также имеются.
  • Нет процессов сгорания топлива, но имеется контроль и автоматика. В контексте пожарной безопасности электрокотлы предпочтительнее котлов, работающих на топливе.
  • Нет ни опасности отравления угарным газом, ни ухудшения состава воздуха в доме, также, как и неприятных запахов и дыма. Дополнительные вентиляционные установки, короба и воздуховоды не портят дизайн дома.
  • Нет выбросов в атмосферу и почвы, высокая экологичность установки и работы.
  • Не нужны запасы топлива, склады и помещения для его хранения, а также постоянный контроль и пополнение уровня горючего топливной камере, а также периодическая ревизия и чистка от сажи дымоотводных труб изнутри и т.д. – удобство и простота эксплуатации.
  • Большой выбор настенных и напольных электрокотлов разных мощностей, модификаций и с различным количеством дополнительных опций. Установка электрического котла, как правило, делается самостоятельно при наличии выделенной линии для котла с мощностью более 7 кВа.
  • Не нужны проекты установки и разрешения, как при подключении газовых котлов. Достаточно расчета по мощности и условий подключения – высоковольтной линии.

Минусы электрокотлов:

  • Высокие цены на электроэнергию и их постоянный рост предполагают и дороговизну электрического отопления, причем расходы идут ежемесячно.
  • Требование для подключения большинства моделей электрокотлов – наличие линии напряжения 380В. Обычные электросети подходят далеко не всегда.
  • Для качественного обогрева требуется бесперебойная подача электроэнергии. Электрокотлы даже с установленной системой автоматики довольно чувствительны к отключениям и скачкам напряжения. При нестабильной подаче энергии возможны не только снижения качества отопления, но и поломки электрокотлов.
  • Обогрев частного дома электрическим котлом применяют, как правило, или в комбинации с другим видом отопления, в качестве резервного, или же при отсутствии дешевого горючего для топливных котлов и газопровода для подключения. Но несмотря на минусы, следующие из дороговизны ресурсов, электрокотлы удобны и доступны практически для любого населенного пункта, а современные модели котлов экономичны и надежны.
Оставить комментарий
Guest
Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь
​Тепловая завеса для коттеджа. Виды, работа, применение

​Тепловая завеса для коттеджа. Виды, работа, применение

Инженерные системы и сети|18 декабря 2017 в 09:36
Тепловая завеса, или тепловая штора - устройство для предотвращения попадания холодного воздуха в дом из открытых дверей. Привычны системы тепловых завес в
​Скрытые системы обогрева. Отопление внутрипольными конвекторами

​Скрытые системы обогрева. Отопление внутрипольными конвекторами

Инженерные системы и сети|14 декабря 2017 в 20:44
Классические отопительные приборы - привычный атрибут инженерных систем дома. Радиаторы проверены временем и успешно применяются в большинстве отопительных
​Виды отопительных систем частного дома. Инверторное отопление, плюсы и минусы. Выбор и установка индукционного котла

​Виды отопительных систем частного дома. Инверторное отопление, плюсы и минусы. Выбор и установка индукционного котла

Инженерные системы и сети|11 декабря 2017 в 02:13
Установка индукционного котла предполагает систему отопления закрытого типа, имеющую циркуляционный насос для обеспечения принудительной циркуляции