Индукционные нагревательные устройства являются наиболее современными среди всех доступных вариантов. Внутри этих котлов установлена катушка, которая генерирует магнитное поле благодаря индукционному току. Это магнитное поле, в свою очередь, нагревает металлические трубки, через которые циркулирует вода. Чаще всего такие трубки имеют форму змеевиков, что способствует максимальному увеличению площади контакта воды с нагревающей поверхностью, обеспечивая более эффективный тепловой обмен.
Электрические отопительные котлы: принцип работы и их преимущества
Центральное отопление необязательно присутствует во всех домах, и в частном секторе, особенно в загородной местности, оно встречается достаточно редко. К тому же, санитарные нормы требуют создания теплового комфорта и в технических помещениях, таких как склады, станции технического обслуживания, заправки, магазины и других объектах. В таких случаях удобным и эффективным решением станет покупка электрического отопительного котла, доступного в нашем интернет-магазине «Строймашсервис».
Котлы разделяются на несколько категорий в зависимости от использующегося топлива, к ним относятся:
- газовые;
- дизельные;
- твердотопливные;
- электрические.
Электрические котлы пользуются популярностью по ряду причин. Во-первых, электричество является чистейшим видом энергии. При его использовании не происходит выбросов продуктов горения. Кроме того, отсутствует необходимость в хранении запасов топлива, что является обязательным требованием для твердотопливных и дизельных систем отопления. Электросети присутствуют не только в городской черте, но и в сельской местности. Тем не менее, возможность провести и подключить газ бывает ограничена.
Назначение и применение
Каковы основные сферы применения электрических котлов? Эти устройства используются для обогрева различных типов помещений:
- жилых домов и квартир;
- коммерческой недвижимости, включая торговые площади;
- промышленных объектов и предприятий.
Электрические котлы могут также использоваться в составе комбинированных систем отопления с газовыми и твердотопливными агрегатами. В этом варианте котлы не только обогревают помещения, но и обеспечивают их горячей водой. Это делает использование таких систем более оптимальным и экономичным, поскольку их эффективность существенно выше, а ресурсы, затрачиваемые на отопление и горячее водоснабжение, расходуются более рационально.
Как выбрать наиболее подходящий вид электрического котла
Чтобы выбрать электрический отопительный котел, который идеально подойдет для конкретного дома, необходимо разобраться в особенностях каждого из трех основных типов устройства.
ТЭНовые котлы
Эти котлы представляют собой традиционный тип электрокотла. В таких устройствах теплоноситель нагревается с помощью ТЭНов, которые состоят из прочной обшивки (из стали, алюминия или титана) и нихромовой спирали, помещенной внутрь. Полость между оболочкой и спиралью обычно заполняется диэлектрическим материалом, чаще всего кварцевым песком. Теплообменник может включать один или несколько ТЭНов. Их работа аналогична работе обычного электрического чайника или кипятильника. Котел достигает номинальной мощности скачкообразно, а процесс нагрева воды начинается только через 10-15 минут после его включения. ТЭНовые котлы работают в проточном режиме и способствуют циркуляции воды в системе отопления.
Преимущества ТЭНовых котлов заключаются в том, что теплоноситель не контактирует напрямую с нагревательным элементом, так как они разделены диэлектриком, что минимизирует риск короткого замыкания. Кроме того, перегрев котла предотвращается благодаря термическому регулятору.
Однако серьезный недостаток ТЭНовых котлов заключается в образовании накипи, что может привести к поломке устройства. Для уменьшения вероятности накипообразования рекомендуется использовать в качестве теплоносителя дистиллированную воду или специальные жидкости. Кроме того, потенциальная утечка теплоносителя может привести к перегреву котла и его поломке.
Большинство ТЭНовых котлов имеют настенное исполнение, но также доступны и модели, устанавливаемые на пол.
Электродные котлы
Электродные котлы работают по другому принципу. В их конструкции электроды помещаются в теплообменник, и под воздействием электрического тока возникает разность потенциалов. Используемая в качестве теплоносителя жидкость с солевыми примесями служит проводником электрического тока — электролитом, что позволяет току проходить через эту среду и вызывать ее нагрев. Процесс нагрева воды в котле происходит без посредников в небольшой ионизационной камере. В качестве теплоносителя часто используется специальная жидкость на основе этиленгликоля или подготовленная вода. Этот подход позволяет быстро достичь необходимого уровня теплопроводности и вывести котел на номинальную мощность всего за одну минуту.
Электродные, или ионные, котлы имеют высокую энергоэффективность. При одинаковых условиях они потребляют почти вдвое меньше электроэнергии по сравнению с ТЭНовыми котлами. Использование автоматизированных систем управления позволяет задать необходимую температуру и регулировать её при необходимости, включая и отключая котел.
Преимущества электродных котлов включают их надежность, так как в таких устройствах практически отсутствует возможность выхода из строя. Например, в случае утечки теплоносителя котел автоматически отключится, поскольку электрический ток упадет до нуля. Эти котлы особенно эффективны при нестабильном напряжении. Даже при его снижении до 180 В электродный котел продолжает функционировать.
Однако у электродного котла есть недостаток: он требует постоянной циркуляции жидкости и использование дорогостоящего теплоносителя, поскольку обычная вода для этих котлов не подходит.
Индукционные котлы
Индукционные котлы появились в 80-х годах XX века и изначально применялись в промышленности. Производство бытовых моделей началось только к концу 1990-х. Принцип работы индукционного котла основан на функционировании трансформатора и включает первичную и вторичную обмотки: индукционную катушку и сердечник, представляющий собой систему стальных труб, заполненных теплоносителем. При запуске первичная обмотка преобразует электроэнергию в магнитное поле, которое затем направляется на вторичную. Сердечник нагревается, передавая тепло самому теплоносителю.
Дополнительные аспекты выбора электрического котла
Однако выбор типа котла — это лишь одна из составляющих. Существенную роль также играют несколько ключевых факторов, которые определяют, насколько эффективно котел будет выполнять возложенные на него задачи.
Число контуров
Одноконтурные котлы предназначены лишь для нагрева теплоносителя в отопительной системе. Если потребуется горячая вода для бытовых нужд, то можно либо выбрать двухконтурный котел сразу, либо дополнить одноконтурную систему водонагревателем.
Двухконтурные котлы функционируют по принципу двух независимых контуров: один — для отопления, другой — для горячего водоснабжения. Однако электрические двухконтурные котлы не так популярны, так как они потребляют значительное количество электроэнергии. Следовательно, затраты на воду и отопление значительно возрастут.
Коэффициент полезного действия (КПД)
Электрические котлы, относящиеся к каждому из упомянутых выше типов, имеют высокий КПД, примерно от 95 до 98%. Это объясняется тем, что электрокотлы преобразуют, а не генерируют электрическую энергию в тепловую. Таким образом, вне зависимости от типа, покупаемого покупателем, эффективность будет аналогичной.
Мощность
Мощность котла — это один из ключевых параметров, определяющий его способность эффективно обогревать помещение. Слишком низкая мощность приведет к недостаточному отоплению, в то время как переизбыток мощности потребует ненужных затрат на электроэнергию.
Электрические котлы обладают мощностью от 2,5 до 60 кВт, в зависимости от типа устройства. Мощность должна рассчитываться индивидуально для каждого помещения и зависит от площади, материалов стен и перекрытий, качества теплоизоляции и площади окон. Для примерно расчета мощности можно применять следующую формулу:
W = (S х Wуд) : 10,
W —
S — площадь помещения в квадратных метрах,
W уд — удельная мощность котла (устанавливается индивидуально для каждого региона; например, для Москвы и области она составляет от 1,2 до 1,5 кВт).
Если необходимо обогреть дом под Москвой площадью 100 м², то по формуле мощность котла должна составлять W = (100 × 1,2) : 10 = 12 кВт. Этот расчет актуален только для одноконтурных котлов. Для двухконтурных систем следует учесть увеличение мощности на 20% с учетом горячего водоснабжения.
Тип регулировки мощности
Регулировка мощности может быть ступенчатой или плавной, в зависимости от конструкции котла. Ступенчатая регулировка встречается в котлах с независимыми нагревательными элементами. Это позволяет регулировать энергопотребление и температуру, отключая или включая определенное количество элементов.
На заметку
В большинстве случаев в котлах устанавливаются три нагревательных элемента, один из которых обеспечивает 50% общей мощности, а два других — по 25%. Это позволяет использовать четыре уровня мощности: 25%, 50%, 75% и 100%. Для точной регулировки желательно монтировать отдельные вентиляторы или термостаты в каждом помещении.
Плавная регулировка доступна только в котлах, где присутствует реостат. В более дешевых моделях малой мощности возможность регулировки может отсутствовать вовсе.
Способ подключения
Котлы мощностью до 6 кВт можно подключать к обычной однофазной сети на 220 В, а для более мощных устройств потребуется трехфазная сеть на 380 В.
Разнообразие электрических котлов
Каковы типы электрических котлов?
Электрокотлы классифицируются по мощности:
- от 6 до 30 кВт — подходят для обогрева квартир и частных домов;
- от 30 до 100 кВт — полупромышленный масштаб;
- мощностью более 100 кВт — промышленные электрические котлы.
По напряжению подключаемой сети котлы бывают однофазные (220 В) и трехфазные (380 В). Модели небольшой мощности часто имеют универсальный дизайн и могут работать от обеих систем питания.
По конструкции электрические котлы делятся на ТЭНовые, электродные и индукционные.
- В ТЭНовых котлах теплоноситель нагревается в процессе его циркуляции благодаря находящимся ТЭСам. Эти котлы отличаются низкой стоимостью и могут работать с различными теплоносителями, в том числе незамерзающими жидкостями. Они могут регулировать мощность, отключая определенное количество ТЭНов. Однако на ТЭНе со временем накапливается накипь, что ухудшает эффективность и увеличивает энергозатраты.
- В электродных котлах теплоноситель нагревается за счет электрических сигналов, передаваемых через жидкость, которая выступает в роли электролита. Эти котлы обладают компактными размерами, невысокой стоимостью и безопасностью в условиях утечки жидкости. Они плавно выходят на номинальную мощность, но требуют использования переменного тока и высокого качества теплоносителя. Также необходимо постоянное заземление и установка циркуляционного насоса. Электроды в процессе эксплуатации подлежат замене, что добавляет к эксплуатационным затратам.
- Индукционные котлы используют принцип индукционного нагрева. В таких устройствах индукционная катушка герметична и не контактирует с теплоносителем. Это снижает риск поломки и утечки, а образование накипи минимально. Индукционные котлы безопасны и могут использовать любой теплоноситель, однако их стоимость выше по сравнению с другими типами электрических котлов.
Сравнение ТЭНовых, электродных и индукционных котлов
Производители и продавцы часто стараются манипулировать показателями КПД в своих интересах. Важно понимать, что эффективность всех типов котлов ненамного отличается и составляет 95–98%. Утверждения о создании суперэкономичных котлов с использованием уникальных технологий — это просто рекламные ходы, нацеленные на увеличение продаж.
Физический закон сохранения энергии гласит, что энергия не может возникнуть из ниоткуда — она лишь преобразуется из одного типа в другой, в нашем случае из электрической в тепловую.
ТЭНовые котлы
Преимущества ТЭНовых котлов:
- Конструкция и установка достаточно просты.
- Низкая стартовая стоимость.
- Они могут работать с любыми теплоносителями, включая незамерзающие жидкости.
- Регулируемая потребляемая мощность, которая зависит от требуемой температуры и может быть адаптирована путем отключения определенных ТЭНов.
- Наличие возможности легкой замены неисправных ТЭНов.
Недостатки ТЭНовых котлов:
- На ТЭНах со временем образуется накипь, что приводит к ухудшению теплоотдачи и увеличению энергозатрат.
- У них относительно большие размеры, что может стать проблемой при ограниченных пространствах.
Электродные котлы
Преимущества электродных котлов:
- Компактное исполнение, что позволяет их удобно устанавливаться в ограниченных пространствах.
- Плавный и быстрый выход на номинальную мощность.
- Низкая стоимость.
- Безопасность при утечках воды, так как котел просто отключается без опасных последствий.
Недостатки электродных котлов:
- Работают только на переменном токе, использование постоянного тока приводит к электролизу воды.
- Высокие требования к электролитическим характеристикам теплоносителя, изменение которых ведет к снижению эффективности.
- Обязательное заземление, что увеличивает риск поражения электрическим током в случае пробоя изоляции по сравнению с ТЭНовыми системами.
- Максимальная температура нагрева теплоносителя не должна превышать 75°С, иначе энергозатраты значительно возрастут.
- Образование накипи на электродах снижает мощность котла, затрудняя ионизацию теплоносителя.
- Система требует циркуляционного насоса, что добавляет к затратам.
- Электроды подвержены износу от переменного напряжения, что требует их периодической замены.
- В системе с воздушными пробками наблюдается увеличенная коррозия.
- Использование нагретой воды для бытовых нужд запрещено в одноконтурных системах.
- Пуско-наладочные работы часто требуют квалифицированных специалистов.
- Электропроводность теплоносителя может измениться на протяжении всего срока эксплуатации, что также требует контроля.
Рейтинг электрических котлов
При выборе электрического котла важно учитывать его технические характеристики и особенности производителя. Среди популярных моделей выделяются:
- Bosch Tronic Heat 3500 9 UA. Компактное оборудование с отличными характеристиками, производимое из жаропрочной стали для увеличения срока службы. В данной модели предусмотрена возможность объединения с газовым котлом. Устройство может быть установлено с учетом многотарифного счетчика электроэнергии и обеспечивает обогрев системы «теплый пол». Производство соответствует строгим мировым стандартам качества. Благодаря адаптивному управлению обеспечивается бесперебойная работа. Есть возможность установки семилитрового бака для водяного обогрева.
- Vaillant eloBlock 9кВт. Эта модель отличается компактными размерами и высокой мощностью, производитель предоставляет 10-летнюю гарантию. Котел оснащён приоритетным потребителем для экономии электроэнергии и поддерживает двухфазный счетчик. Встроенный микропроцессор обеспечивает высокую точность работы, при необходимости циркуляционный насос может быть временно отключен.
- Protherm Скат 9K. Этот современный котел оснащён мощными ТЭНами и защитными системами от замерзания, а также имеет функцию мягкого старта для стабильной работы и возможность навесного монтажа, что экономит пространство.
- Tenko Премиум 9 кВт 380V. Оснащен встроенным термоотсекателем, высокопроизводительной циркуляционной помпой и прочным теплообменником. Корпус изготовлен из стали толщиной 5 мм, что обеспечит защиту от механических повреждений. Антикоррозийное покрытие увеличивает срок эксплуатации, а цифровой дисплей облегчает регулировку температуры.
- Hi-Therm HiT-8 (380V). Производимая в Польше установка отличается высокой производительностью и подходит для обогрева жилых и нежилых помещений. Управляется с интуитивно понятной панели, где доступны автоматические режимы и регуляция температуры от 20 до 85 градусов. Котел может работать вместе с другими системами отопления и бойлерами.
- Kospel EKCO.L2-8. Это качественный электрокотел, который может поддерживать работу с бойлером и другими системами отопления. Оснащён медным теплообменником и двухскоростным насосом для быстрой регулировки давления. Компактный программируемый блок позволяет просто устанавливать необходимые параметры работы.
- Tenko Digital Standart 9 кВт 380V. Оснащен трехскоростным циркуляционным насосом для повышения КПД. Имеет несколько защитных систем, таких как ограничитель давления и предохранитель, предотвращающая перегрев.
- Tenko Стандарт 9 кВт 380V. Эта модель обеспечивает надежность и эффективную работу с возможностью ступенчатой регулировки мощности. Инновационный теплообменник с антикоррозийным покрытием повышает долговечность, а интерфейс управления делает использование устройства простым.
Как выбрать котел для частного дома?
Электрический котел — это надежное решение для быстрого отопления частного жилья, и важно подобрать модель с подходящей мощностью. Для этого следует заранее рассчитать теплопотери здания. Рекомендуется проконсультироваться со специалистами, чтобы избежать невыправданных затрат и недоразумений в будущем.
На заметку! Рекомендуется выбирать электрокотлы с запасом мощности в 20-30% от рассчитанной, что обеспечит комфортное поддержание необходимой температуры в доме.
Электрокотлы с ТЭНами
Электрические котлы с ТЭНами могут быть как основным, так и резервным источником тепла. Они могут устанавливать на стену или на пол, и напольные модели обычно имеют большую мощность и размеры. Эксперты рекомендуют устанавливать несколько ТЭНовых котлов для повышения надежности: если один выйдет из строя, другой сможет продолжить работу. Эти агрегаты демонстрируют высокую степень надежности, хотя в общей сложности могут стоить пользователям большую сумму.
ТЭНовый электрический котел
Индукционные электрические нагреватели
В данном случае электрический котел работает на основе магнитного поля. Принцип работы заключается в том, что металлические элементы, находящиеся в резервуаре, нагреваются и передают тепло жидкости в специальном сосуде, а затем энергия распределяется по всему дому. Главным достоинством таких устройств является безопасность: металл, используемый в системе, полностью изолирован от жидкости и растворенных в ней примесей.
Вихревой индукционный нагреватель
Индукционные электрические нагреватели стоят больше, чем ТЭНовые, но обладают высокой мощностью и экономичностью в эксплуатации. Многими специалистами используется данное оборудование именно благодаря его высокому КПД и надежности.
Двухконтурный электрокотел
Двухконтурный электрический котел одновременно обеспечивает отопление дома и горячее водоснабжение. Он называется двухконтурным, поскольку один контур находится внутри другого. Кроме экономии пространства, таким образом получается большее удобство, однако следует учитывать, что они стоят дороже, чем одноконтурные модели.
Одноконтурный электрический котел
Процесс установки электрического котла
После покупки подходящего электрокотла крайне важно уделить внимание его установке для обеспечения долгосрочной и бесперебойной работы. Следуйте следующему алгоритму:
- Сначала проведите разметку для расположения котла.
- Просверлите монтажные отверстия для крепления на стене или полу.
- Закрепите котел с помощью анкерных болтов.
- Подключите устройство к системе заземления.
- Подсоедините котел к отопительной системе дома.
- Сделайте подключение к электроснабжению.
- Перед первой эксплуатацией заполните систему теплоносителем и удалите воздушные пробки.
Схема подключения электрического котла к системе отопления
Если все рекомендации были выполнены, а порядок действий соблюден, то электрический котел готов к использованию. Если же работа устройства вызывает сомнения, стоит обратиться к специалисту, чтобы не допустить поломки оборудования.
Таким образом, электрический котел является необходимым устройством для частного дома, поскольку позволяет поддерживать оптимальный температурный режим без выделения в атмосферу вредных веществ и отличается надежностью в эксплуатации и простотой управления. Чтобы подобрать аппарат, ориентируйтесь не только на мнения пользователей в интернете, но и на рекомендации профессионалов в области электроэнергетики.
