Установка электрических котлов отопления: как подобрать схему, особенности монтажа, принцип работы, устройство

Установка электрических котлов отопления: преимущества и недостатки, выбор, устройство, правила монтажа

На электричестве

Если есть техническая возможность (выделено значительное количество киловатт), можно поставить электрический котел для отопления частного дома. По простоте эксплуатации это лучше агрегаты. Если есть электричество, они работают в заданном режиме, практически бесшумны, не требуют обслуживания. Их основной недостаток — большие суммы, которые приходится платить за отопление.

Под отопление могут выделить не только 220 В, но и 380 В

Виды электрических котлов

Сегодня существуют электрокотлы для отопления частного дома трех типов:

На ТЭНах. Самый распространенный и привычный вид электрических котлов. Более экономичны при эксплуатации агрегаты, которые могут работать в нескольких режимах мощности (многоступенчатые). Недостатки — довольно низкий КПД — за счет потерь на нагрев самих ТЭНов. Достоинство — простой ремонт и относительно недорогие расходные (ТЭНы).

Индукционные. В этих котлах используется выделение тепла при возникновении электромагнитной индукции. В таких электрокотлах вода нагревается при прохождении через индуктивную катушку. Продавцы (да и обладатели таких котлов) говорят о том, что такие установки более экономичны, чем ТЭНовые — нет потерь на нагрев ТЭНов, практически отсутствует инерционность. К плюсам таких котлов можно отнести их малый размер. Они собой представляют небольшой отрезок трубы — длиной от 35 см до метра с чем-то (в зависимости от мощности). Недостаток такого оборудования — при отсутствии потока теплоносителя индукционный котел очень быстро перегревается и сгорает.

Электродные. Этот тип котлов для отопления частного дома наименее популярный, хоть он тоже позиционируется как более экономичный. Все дело в том, что в трубах должен циркулировать электролит — вода с определенными электрическими характеристиками. Это необходимо потому что греется теплоноситель за счет выделения тепла при прохождения тока между двумя электродами.  Устройство простое, но требует контроля за состоянием теплоносителя и электродов. Не добавляет популярности тот факт, что фактически система отопления находится под напряжением.

В общем, если вы думаете поставить электрический котле для отопления частного дома, выбирайте между традиционным ТЭНовым или индукционным.

Способ сделать отопление более дешевым

При наличии в регионе многозоновых тарифов и установленного двухтарифного электросчетчика, использование электрического котла для отопления дома можно сделать не таким дорогим. Для этого ставят в системе теплоаккумулятор большой емкости. Воду в нем греют на протяжении действия ночного, более низкого тарифа. Днем, во время действия дорогого тарифа, котел отключается а температура поддерживается за счет переноса тепла, запасенного в теплоаккумуляторе.

При наличии двухтарифного счетчика для экономии можно установить таплоаккумулятор (ТА)

Зачем нужен теплоаккумулятор

Теплоаккумулятор представляет собой бак, который подключается к котлу и водяному контуру. Корпус его надёжно укрыт теплоизолятором и позволяет аккумулировать тёплую воду для контура, а затем обогревать помещение около суток при отключенном котле.

Как действует теплоаккумулятор:

1. Отопительный агрегат загружают топливом, разжигают его.
2. Циркуляционный насос прокачивает теплоноситель по теплообменнику. Холодная вода из нижней части бака устремляется в котёл, в верхнюю часть прибывает уже нагретая вода. Так как плотность холодной и горячей жидкости разная, перемешиваться она не будет. Так бак постепенно заполнится горячей водой.
3. Если расчёты выполнены верно, когда топливо прогорит, ёмкость окажется наполненной горячей водой нужной температуры. Хорошая термоизоляция сохранит теплоноситель горячим длительное время.
4. Когда котёл не функционирует, система отопления продолжает выполнять свою задачу. Циркуляционный насос отопительного контура прогоняет теплоноситель по системе. Вода забирается из верхней «горячей зоны» бака.
5. В обратку вода возвращается уже охлажденной, так теплоаккумулятор постепенно отдаст накопленное тепло.

В реальных условиях, отбор воды в систему отопления идёт беспрерывно. Теплоаккумулятор накапливает «лишнее», в данный момент, невостребованное тепло.

Аккумулятор объёмом 3 тонны, с запасом воды температурой 40-80°C сможет сутки отапливать дом площадью 80 кв.м. Эти параметры соответствуют 170-175 кВт час. тепла.

Обычный котёл нужно растапливать до пяти раз в сутки. Если поставлен теплоаккумулятор, периодичность закладки топлива в камеру сгорания сократится в пять раз. Нагретая вода в баке будет постепенно отдавать энергию тепла радиаторам. Твердотопливный котёл будет работать гораздо экономичней. Такая схема подключения отопительного котла в частном доме позволяет без снижения мощности котла длительно обогревать помещение.

Очень выгодно теплоаккумулятор ставить в паре с электрокотлом, когда экономия энергоресурсов особенно актуальна.

Недостатки электрических котлов

У электрокотлов немало и недостатков. К ним относятся:

1. Большой расход электроэнергии. Чтобы отопление дома было высокоэффективным, необходимо использовать мощное оборудование, которое потребляет значительное количество электроэнергии (подробнее: «Электрический котел: расход электроэнергии — экономичные расчеты»). С точки зрения экономии, установка электрокотла является не самым лучшим решением.
2. Оборудование совершенствуется медленными темпами. Электрические отопительные приборы появились довольно давно, но принцип их работы практически не изменился. Предназначение котлов – перенос теплоносителя в пределах дома. Недавно появились низкотемпературные керамические и пленочные нагреватели – они достаточно эффективны (не происходит рассеивания тепла при транспортировке воды) и экономичны.
3. В качестве теплоносителя обычно используется вода. Поэтому при выключенной системе отопления трубы и радиаторы могут быть заморожены. Этого недостатка лишены электрические конвекторы и масляные радиаторы. Для решения проблемы также можно использовать в системе отопления не воду, а масло или антифриз.

Общие указания по монтажу

Перед покупкой отопительного агрегата надо определить место его установки. Для этого предназначена топочная, но зачастую в ней недостаточно свободного пространства, поскольку его занимает существующий газовый или другой отопитель. Тогда установка твердотопливного котла в частном доме может быть выполнена за стеной помещения топочной, в пристройке. Ставится каркас из металлоконструкций и обшивается сэндвич – панелями или профилированным листом с утеплителем. Вариант удобен для тех, кто собирается топить углем, внутри дома не будет грязи.

Все недорогие твердотопливные котлы для дома малой мощности допускается ставить прямо на черновую стяжку пола. Они имеют малый вес и не оказывают на основание вибрационных нагрузок, поскольку не оборудованы вентилятором или шнековым конвейером для подачи пеллет. Для агрегатов мощностью свыше 50 кВт рекомендуется устроить бетонный фундамент, который должен опираться на грунт и утрамбованную подсыпку из щебня. Фундамент выполняется на 80—100 мм выше уровня стяжки, при этом он не должен быть с ней связан. Устройства основания также требуют котлы длительного горения, в которых имеется механизм подъема-опускания тяжелого груза.

Проектами на частные дома обычно предусматривается устройство дымоходной шахты в толще стены с выходом трубы сквозь кровлю. Если шахта отсутствует либо занята существующим газовым отопителем, понадобится произвести монтаж дымохода для твердотопливного котла. Для этого лучше использовать металлические двустенные дымоходы с утеплителем. Они легкие, собираются из секций нужной длины и легко крепятся к стене дома. Для поворотов и ответвлений изготавливаются такие же двустенные тройники и отводы. Способы монтажа дымоходов при наличии вытяжной шахты и без нее можно увидеть на рисунке.

Монтаж дымохода

В помещении топочной обязательно наличие естественной вытяжной вентиляции. Когда производится установка котлов отопления в частном доме, вытяжка предусматривается через шахту в стене. Шахта параллельна дымоходной, только меньшего сечения. При ее отсутствии в наружную стену ставится переточная решетка, она должна располагаться под потолком помещения. Роль вытяжки состоит в следующем:

В топочной создается разрежение, в результате чего туда подсасывается приточный воздух из других помещений и используется для горения. Котельные установки мощностью 50 кВт и выше требуют организации отдельной приточной вентиляции.

Удаление продуктов горения, случайно попавших в помещение.

Ориентировочная компоновка оборудования и схема монтажа твердотопливного котла отопления представлена на рисунке.

Схема монтажа твердотопливного котла

Часто в котельных загородных домов отсутствует выход канализации. Это не совсем правильно, так как иногда требуется опорожнить систему или водяную рубашку котла. В этот же сток направляют сброс предохранительного клапана.

Порядок монтажных работ

Для выполнения работы предлагается следующая инструкция по монтажу твердотопливных котлов:

1. Изделие освободить от заводской упаковки.
2. Если в помещении топочной мало места, то сборку изделия лучше произвести на улице. Установить все дверцы и ящик зольника, а также остальные элементы, поставляемые отдельно. Вентилятор и приборы автоматики ставить не нужно, это делается после монтажа котла.
3. Переместить агрегат в помещение и установить на фундаменте или полу таким образом, чтобы патрубок выхода газов находился на одной оси с трубой дымохода. В домашних условиях монтаж твердотопливного котла своими руками нужно выполнять с помощником, вес оборудования редко бывает меньше 50 кг.
4. Зафиксировать котел на фундаменте или стяжке так, чтобы не было перекосов.
5. Присоединить дымоход, установить вентилятор с блоком управления и группу безопасности.
6. Подключить котел к системе отопления по выбранной схеме.

Процедура установки

Чаще всего монтажные мероприятия осуществляются профессиональными установщиками, т.к. для этого требуется специальное разрешение. Однако знание последовательность операций не помешает: как минимум, это позволит осуществлять контроль проводимых работ, следя за правильностью реализации каждого этапа.

Последовательность установки:

1. Сложнее всего при подключении электрической отопительной установки обеспечить ее необходимым питанием. Если имеющаяся проводка в состоянии поддержать мощность прибора, тогда никакое переустройство не потребуется. В противном случае приходится прокладывать дополнительную линию.
2. После решения вопроса с питанием проводится монтаж счетчика, электрощитка и УЗО (минимум на 25 А).
3. Котлы бывают настенными и напольными. Обычно все необходимые крепежи входят в комплект системы. После того, как установка электрокотла завершена, он присоединяется к счетчику кабелем оптимального сечения.
4. Датчики температуры коммутируются отдельной проводкой. В их задачу входит автоматическое регулирование включения и выключения нагревательных элементов.
5. Для установки теплового аккумулятора используется отдельный сантехнический шкафчик.
6. Некоторые модели не имеют встроенного циркуляционного насоса: в таком случае его нужно установить отдельно. Для этого потребуется наличие дополнительного провода для подачи питания на двигатель насоса.

Эксплуатация электрического котла

Для того чтобы оборудование проработало должное количество времени, нужно знать правила использования:

Теплоноситель, который проходит в системе, должен быть высокого качества. Электрический котел для частного дома может полноценно работать только с водой специально разработанной для системы отопления.
Температура теплоносителя не должна быть высокой. Максимальный уровень приводит к сокращению срока жизни ТЭНов, а также к образованию накипи.
Раз в год проводят осмотр и чистку контактов в котле

Для увеличения срока службы ТЭНов также важно их чистить.
Важно периодически следить за герметичностью швов котла.

Помимо этого для нормальной работы нужно соблюдать следующие правила:

температура в помещении +1…+30̊С;

относительная влажность не должна превышать 80%;

окружающая среда не должна быть взрывоопасной;

в пространстве рабочее положение устройства должно быть вертикальным.

Подключение электродного электрокотла

Обратите внимание на то, что насос стоит неправильно. Электродный котел – самый маленький представитель в нише нагревателей для дома

Несомненно, есть разные модели, с несколькими электродами, но самый распространенный и известный маленький одноэлектродный котел. Устанавливаться на контур такой агрегат может как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Помимо этого схема подключения электрического котла в систему отопления может состоять из нескольких нагревателей. Их можно собирать в своеобразные регистры из котлов путем последовательного или параллельного соединения

Электродный котел – самый маленький представитель в нише нагревателей для дома. Несомненно, есть разные модели, с несколькими электродами, но самый распространенный и известный маленький одноэлектродный котел. Устанавливаться на контур такой агрегат может как в вертикальном положении, так и в горизонтальном. Помимо этого схема подключения электрического котла в систему отопления может состоять из нескольких нагревателей. Их можно собирать в своеобразные регистры из котлов путем последовательного или параллельного соединения.

Прибор не имеет встроенной группы безопасности, поэтому в схеме подключения электрокотла отопления после него на подаче предусматривается:

манометр;

воздухоотводчик;

аварийный клапан.

Приборы до семи киловатт работают от 220 вольт. Более мощные агрегаты нуждаются в сети 380 вольт. Расположение контактов на электродном котле:

электрод – это фаза (один или три контакта, в зависимости от сети 220 или 380 вольт);

корпус – это ноль и заземление.

Электрическая схема подключения электрокотла отопления:

На этой схеме показано, как подключить электродный котел к трехфазной сети.

На электрод подходят только фазные провода, а на корпусе есть два контакта с нолем и заземлением. Подключение насоса осуществляется через блок управления. Минимально, что должно быть в комплекте при подключении электрокотлов отопления – это датчики температуры, которые регулируют работу нагревателя. Возможно собрать любое управление, подходящее под ваши условия эксплуатации. Перед электродным котлом нужно ставить насос, несмотря на то, что даже без него котел способен поднимать воду на несколько метров. Подключение электрического котла отопления ионного типа невозможно без солевой подготовки теплоносителя.

Такие агрегаты могут работать, только если вода в системе будет иметь определенный уровень соли. Регулируя количество соли в воде, можно уменьшать или увеличивать сопротивление теплоносителя. В паспорте котла есть табличка, в которой указаны необходимые параметры для работы нагревателя, такие как сила тока. Она обратно пропорциональна количеству соли в теплоносителе. Для контроля качества и состава теплоносителя лучше установить для него специальный фильтр.

Общие сведения об электрических котлах

Теплосиловые агрегаты этой категории привлекают высоким КПД и неприхотливостью в эксплуатации, поэтому пользуются особой популярностью среди потребителей. Производители электрических котлов предлагают следующие виды оборудования:

1. ТЭНовые электрокотлы. Работа отопительного устройства обеспечивается нагревательным элементом в теплообменнике. Прибор выделяется простотой монтажа и подключения, удобством эксплуатации.
2. Электродные устройства. Теплоноситель прогревается в процессе прохождения электричества через воду с солями. Подача тока вызывает движение частиц воды, их энергия превращается в тепло. Электроды со временем растворяются в рабочей среде, поэтому требуется периодическая замена элементов.
3. Индукционные котлы отопления. Теплообменник представляет собой диэлектрическую трубу с ферромагнитным стержнем.

При работе последнего устройства возникают вихревые токи, и образуется тепловая энергия.

Котел — какой выбрать

Так как закрытая система отопления частного дома может работать в автономном режиме, имеет смысл установить отопительный котел с автоматикой. В таком случае, настроив параметры, вам нет необходимости к этому возвращаться. Все режимы поддерживаются без вмешательства человека.

Самые удобные в этом плане газовые котлы. У них есть возможность подключения комнатного термостата. Выставленная на нем температура поддерживается с точностью до одного градуса. Упала она на градус, котел включился, нагревая дом. Как только сработал термостат (температура достигнута), работа останавливается. Комфортно удобно, экономно.

В некоторых моделях есть возможность подключения погодозависимой автоматики — это наружные датчики. По их показаниям котел корректирует мощность работы горелок. Газовые котлы в закрытых системах отопление — хорошее оборудование, которое может обеспечить комфорт. Жаль только, что газ есть не везде.

Двухтрубная закрытая система отопления в доме на два этажа (схема)

Не меньшую степень автоматизации могут дать электрические котлы. Кроме традиционных агрегатов на ТЭНах не так давно появились индукционные и электродные. Они отличаются компактными размерами и малой инерционностью. Многие считают, что они более экономичны, чем котлы на ТЭНах. Но и этот видотопительных агрегатов далеко не везде можно использовать, так как перебои с электроэнергией в зимнее время — частое явление во многих регионах нашей страны. А обеспечить электроэнергией котел мощность. в 8-12 кВт от генератора — дело очень непростое.

Более универсальны и независимы в этом плане котлы на твердом или жидком топливе. Важный момент: для установки котла на жидком топливе обязательно отдельное помещение — это требование пожарной службы. Котлы на твердом топливе могут стоять в доме, но это неудобно, так как во время топки с топлива падает много мусора.

Современные котлы на твердом топливе хоть и остаются оборудованием периодического действия (то разогреваются при топке, от остывают, когда закладка прогорела), но и они имеют автоматику, которая позволяет поддерживать в системе заданную температуру, регулируя интенсивность горения. Хотя степень автоматизации и не столь высокая, как у газовых или электрических котлов, но она есть.

Пример закрытой системы отопления с индукционным котлом

Не очень распространены в нашей стане котлы на пеллетах. Фактически это тоже твердое топливо, но котлы этого типа работают в непрерывном режиме. В топку автоматически подаются пеллеты (пока не закончен запас в буркере). При хорошем качестве топлива, чистка золы требуется один раз в несколько недель, а все параметры работы контролирует автоматика. Сдерживает распространение этого оборудования только его высокая цена: производители в основном европейские, и цены у них соответственные.

Немного о расчете мощности котла для систем отопления закрытого типа. Она определяется по общему принципу: на 10 кв. метров площади с нормальным утеплением берут 1 кВт мощности котла. Только брать «впритык» не советуют. Во-первых, бывают аномально холодные периоды, в которые вам может не хватить расчетной мощности. Во-вторых, работа на пределе мощности ведет к быстрому износу оборудования. Потому желательно мощность котла для системы брать с запасом 30-50%.