Электрокотлы для отопления частного дома: типы и особенности применения

Насколько осмысленно применять электрокотлы отопления для частного дома? Как подключается котел и какое ему нужно питание?

Как выглядит расчет электрокотла для отопления дома? Давайте попробуем разобраться. 

Электрокотел (справа) рядом с электрическим бойлером.

Какими они бывают

Очевидно, любой электрокотел для отопления частного дома преобразует потребляемую из сети электроэнергию в нагрев теплоносителя — воды, антифриза или масла. Как именно это делается?

Ответ зависит от типа котла.

Котлы с ТЭНами

Принцип их действия прост, понятен и очевиден. Несколько трубчатых или пластинчатых нагревателей находятся в баке с водой и греют ее. Мощность, как правило, регулируется ступенчатым подключением ТЭН-ов.

К примеру, в 12-киловаттном котле может быть размещено 6 нагревателей мощностью по 2 киловатта; по мере остывания теплоносителя современный котел сам, в полностью автоматическом режиме, подключает необходимое количество нагревательных элементов.

Впрочем, максимальную мощность котла можно принудительно ограничить через его панель управления.

Двухконтурные котлы этого типа могут использовать бак с ТЭНами в целях нагрева горячей воды для хознужд. При этом на время водоразбора нагрев теплоносителя в системе отопления приостанавливается.

Достоинства:

• Дешевизна котлов этого типа. В них не используется сложных конструктивных элементов.
• Отопление дома электрокотлом с ТЭНами может быть реализовано с любым теплоносителем. Масло, антифриз, не боящийся перемерзания при остановке котла — ТЭНам все равно, что греть.

Недостатки:

• Довольно большие габариты. ТЭНы нужно разместить в достаточном объеме воды, да и сами они не так чтобы маленькие.
• Неизбежное образование накипи при использовании воды.

Типичный котел с ТЭНами: в корпусе скрываются циркуляционный насос и расширительный бак.

Электродные котлы

Они используют другой принцип нагрева теплоносителя: в нем размещены электроды, на которых создается разница потенциалов. Вода благодаря растворенным в ней солям является электролитам, и в ней возникает ток; причем ток переменный, поскольку полярность электродов меняется с частотой в 50 Гц.

Сопротивление воды, однако, достаточно велико. А где есть проводник, ток в нем и электрическое сопротивление, там неизбежен нагрев.

Какие особенности имеют эти электрокотлы для отопления дома?

Достоинства:

• Компактность. Электродные котлы для отопления частного дома не требуется объемный бак; кроме того, котлы этого типа прекрасно обходятся без циркуляционных насосов.

Насколько компактны эти котлы, хорошо видно на фото.

• Дешевизна. Опять-таки простая конструкция, а раз так — цена может быть вполне демократичной.
• Полная и абсолютная безопасность устройства. При утечке теплоносителя из ТЭНового котла отключение нагрева должно обеспечить термореле, которое может и  не сработать.
  Здесь же в отсутствии теплоносителя нагрев неизбежно прекратится без дополнительной страховки: нет проводника — нет тока — нет нагрева.

Недостатки:

• В силу принципа работы в качестве теплоносителя может использоваться только вода.
  Причем вода с, вполне конкретным удельным сопротивлением: если залить систему отопления дистилятом, котел не будет работать.

Полезно: инструкция к электродному котлу «Галан» просто отсылает пользователя к ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая», рекомендуя привести воду в соответствие с ним. Согласно стандарту, вода должна иметь удельное сопротивление 1300 Ом/см3.

• Электроды постепенно растворяются в воде. Периодически требуется их замена.

Индукционные котлы

Что представляют собой индукционные электрокотлы для отопления частных домов?

Говоря упрощенно — вокруг трубы из диэлектрика навита катушка, а внутрь трубы помещен сердечник. Как только в катушке начинает течь ток, благодаря электромагнитной индукции ток возникает и в сердечнике.

Ну, а поскольку течь ему некуда — наведенная разница потенциалов вызывает миграцию заряженных частиц внутри самого сердечника, благодаря чему он ощутимо нагревается.

И эти котлы весьма компактны.

Полезно: казалось бы, столь сложная конструкция и многоэтапная передача энергии должны вызвать падение КПД. Однако этого не происходит: благодаря теплоизоляции снаружи незначительное тепло, выделяемое обмоткой, тоже тратится на нагрев теплоносителя; индукционные токи возникают только внутри катушки, и вся потребляемая обмоткой энергия поглощается сердечником.

Кстати, индукционный электрокотел для отопления дома несложно сделать своими руками. Трубой-изолятором служит 50-миллиметровая труба из сшитого полиэтилена с пресс-фитингами с торцов; обмотка сматывается с любого достаточно мощного трансформатора, а сердечником служит обычный стальной пруток, любым способом зафиксированный внутри трубы.

Достоинства:

• Ресурс устройства практически неограничен, а отказоустойчивость абсолютна. Сердечнику не страшна накипь или перегрев, обмотка тоже может служить неограниченно долго.
• В фабричных конструкциях нет разъемных соединений. Раз так — нет потенциальных мест утечки.
• Какой теплоноситель применяется — котлу все равно. Лишь бы он был жидким.

Недостаток:

• Относительно альтернатив индукционный электрокотел отопления для дома обойдется несколько дороже.

Общие особенности

Все отопительные электрокотлы для дома обладают рядом общих конструктивных и функциональных особенностей.

• Конструкция снабжена термостатом, контролирующим температуру теплоносителя и управляющим текущей мощностью котла.
  Во всех котлах возможно подключение внешнего датчика, позволяющего прогревать воздух в помещении до определенного значения.

Котел может поддерживать постоянную температуру теплоносителя или окружающего воздуха.

• Электрических котлов для отопления с потребляемой мощностью меньше 3,5 КВт не выпускается. Поэтому любой котел нуждается в отдельном подключении к электрическому щитку.
  Пытаться приделать к устройству вилку и подключить к розетке — лучший способ обеспечить перегрев проводки.
  При этом на 220В подключаются котлы мощностью до 7 КВт; устройства большей мощности требуют обязательного наличия в доме 380В.
• Утверждение о том, что электродные или индукционные котлы более экономичны по сравнению с ТЭНовыми — вежливо говоря, неправда, выдуманная ради улучшения продаж тех или иных устройств.
  Отопление частного дома электрокотлом любого типа означает превращение в тепло 100 процентов потраченной электрической энергии. Не 95, не 99 — именно 100%. Вспомните школьный курс физики — и картина станет ясной.
  Другое дело, что не вся выделившаяся тепловая энергия пойдет именно на нагрев теплоносителя; но это уже зависит от конкретной реализации корпуса котла, а не от принципа его работы.

Расчет мощности

Какой должна быть мощность электрокотла для отопления дома?

Расчет невероятно прост: площадь, которую планируется обогревать котлом, достаточно разделить на 10 — и вы получите необходимую пиковую мощность котла.

Важно: не пугайтесь получившейся цифры. Если вы ставите котел мощностью 12 КВт — это вовсе не значит, что котел будет день и ночь потреблять именно столько электричества.
Он все-таки управляется термостатом и большую часть времени проводит, простаивая или работая на меньшей мощности.

Мощность промышленных электрокотлов может исчисляться сотнями киловатт.

Подключение

С точки зрения пожарной безопасности сами котлы вполне безопасны: отопление деревянного дома электрокотлом не может привести к его возгоранию, ни при каких условиях. Как всегда, есть нюанс: нужно учитывать потребляемую котлом мощность при расчете проводки. При недостаточном сечении она будет ощутимо греться, а нагрев проводки уже небезопасен.

Оптимальное сечение медного провода определяется из расчета 8 ампер на 1 мм2 сечения. К котлу мощностью 6 КВт должен вести провод сечением как минимум 6000/220/8=3,4 мм2.

Оптимальная система отопления для электрокотла — водяной теплый пол. Электрические котлы по затратам на обогрев являются самым дорогим классом отопительных устройств: киловатт-час тепловой мощности при текущих расценках на электроэнергию обходится в 3-4 рубля. Расположение источника тепла внизу помещения поможет хотя бы наиболее эффективно применить подведенное тепло.

Альтернативы

Предположим, что газовой магистрали рядом нет, а с дровами связываться не хочется, тогда нужно искать альтернативу газовому отоплению.

Как еще можно использовать электричество для обогрева?

• Пленочный теплый пол при мощности до 150 вт/м2 не требует разводки радиаторов или труб под полом и не боится низких температур, в отличие от водяного отопления.
• Тепловые насосы перекачивают тепло с улицы. Их эффективная тепловая мощность — до 5 КВт на один киловатт потребляемой электрической мощности. Однако диапазон рабочей уличной температуры ограничен -25С.
• Инфракрасные обогреватели создают субъективное ощущение тепла, благодаря чему фактическая температура в помещении может быть ниже.

ИК-панели позволяют ощутимо экономить: снижение температуры воздуха в помещении на 2С  означает меньший на 20% расход электричества.

Заключение

Дополнительную информацию об электрических котлах вы сможете найти в видео в конце статьи. Теплых зим!