Как выбрать электрический котел для отопления частного дома

Бытовые электрические котлы просты в использовании, эффективны и недороги по сравнению с газовыми или твердотопливными котлами. Чтобы установить такой обогреватель, не нужно строить дымоход, обращаться за разрешением или выделять место для хранения дров. Единственным существенным недостатком является цена электроэнергии, которая компенсируется ночным тарифом. Для организации электрического отопления остается выяснить последний вопрос - как выбрать электрический котел для отопления частного дома или квартиры.

Самый экономичный электрокотел – это миф

Электричество гораздо легче преобразовать в тепло, чем другие энергоносители - природный газ, твердое топливо, дизельное топливо. Вот 3 простых примера побочного производства тепла при использовании электроэнергии:

• Обмотки любого работающего двигателя всегда горячие;
• Лампочка (даже светодиодная) выделяет тепло вместе со светом;
• Даже провода, по которым проходит электричество, нагреваются.

Помните, что упомянутые приборы предназначены для выполнения своей функции, а не для обогрева дома. Мотор что-то вращает, лампа светит, а провода снабжают их энергией. Выделение избыточного тепла является побочным эффектом, обусловленным сопротивлением перечисленных компонентов.

Для того чтобы преобразовать всю электрическую энергию в тепловую, достаточно создать в цепи участок с высоким сопротивлением, который сам не разрушается под действием тепла. Такой элемент называется электронагревателем. Второй (более сложный) способ получения тепла - создание индукционных токов Фуко, которые нагревают металлический предмет в области катушки-индуктора.

Важное замечание. Независимо от метода преобразования, 98-99% электрической энергии будет преобразовано в тепло. Другими словами, любой электронагревательный прибор работает с КПД 98-99%, не меньше. Это означает, что не существует такого понятия, как самый экономичный электрический котел - все приборы одинаково эффективны. Независимо от того, что утверждают продавцы бытовой техники.

Подбор теплогенератора по мощности

Для того чтобы выбрать мощность электрического котла, прежде всего необходимо рассчитать теплопотери в доме. Вы наверняка знаете примерный метод расчета: чтобы обогреть 100 квадратных метров площади здания, нужно взять отопительный прибор мощностью 10 кВт, для 200 квадратных метров - 20 кВт и так далее. Если вы хотите получить более обоснованный результат, вы можете воспользоваться нашими методами расчета.

Теперь определим задачи, которые должен решать электрический котел (выберите нужный пункт в списке):

• круглосуточное отопление квартиры, дачи, загородного дома;
• то же самое, с нагревом воды для бытовых нужд;
• Работа в ночное время по дешевому тарифу;
• Резервное отопление - поддержание температуры воздуха +5...10 °C.

Внимание. Электрический котел может быть объединен с тепловым аккумулятором для обогрева дома в ночное время. В 7 часов утра прибор выключается, и тепло, накопленное в буферной емкости, передается в систему водоснабжения. 2 условие: выделенный лимит потребления электроэнергии должен составлять 15...20 кВт + мощный электрический котел.

Полное электрическое отопление стоит дорого и должно использоваться по мере необходимости. Лучшим решением является ночное отопление с 23:00 до 7:00 утра, когда затраты на электроэнергию вдвое ниже. Режим ожидания используется в строящихся зданиях или дачах, где владелец проводит 2-3 дня в неделю.

Мощность электрического котла отопления следует выбирать в зависимости от выполняемых задач:

1. Для круглосуточной работы устройство выбирается с запасом 10...20%. Это означает, что количество теплопотерь умножается на коэффициент 1,1-1,2. Например, дом площадью 60 кв. м теряет 4 кВт, мощность электрокотла составляет 4 x 1,2 = 4,8 кВт.
2. Для горячего водоснабжения (ГВС) мощность агрегата должна быть увеличена на 50%. Это означает, что значение 4 кВт из примера следует умножить на коэффициент 1,5 (получается 6 кВт).

    

   

    

   Для бытового горячего водоснабжения обычно объединяют электрический однофункциональный бойлер с бойлером косвенного нагрева через трехходовой клапан. Последний переключает теплоноситель между баком и системой отопления.
3. Электрический обогреватель для ночного отопления может использоваться без запаса мощности, если утром его заменит газовый или твердотопливный котел. Снижение температуры до 18-19°C во время сна не вызовет особого дискомфорта, но позволит сэкономить деньги.
4. Мощность электрокотла, поддерживающего положительную температуру в здании, следует принимать с понижающим коэффициентом 0,6-0,7 (минус 30-40%) от нормы теплопотерь.

Совет. Для организации горячего водоснабжения не обязательно искать двухконтурный котел. Обычно реализуются 2 варианта: устанавливается отдельный электрический водонагреватель или мощный теплогенератор и водонагреватель косвенного нагрева.

Мощность нагревателя для ночной "зарядки" теплоаккумулятора зависит от объема бака и рассчитывается индивидуально. Выбор электрического котла в стандартных условиях описан в видеоролике:

3 вида электроотопительных агрегатов

Следующий шаг - выбор типа котла. Существует 3 типа электрических водонагревателей, которые различаются по принципу работы:

• теплогенераторы с трубчатыми нагревательными элементами (ТЭН);
• электрод;
• индукция.

Нет смысла делить электрические водонагреватели на типы по другим характеристикам. Например, напряжение питания - 220 или 380 В - зависит от мощности устройства, а не от способа нагрева воды. Как правило, нагревательные приборы мощностью до 6 кВт подключаются к однофазной сети 220 В, мощностью 7 кВт и более - к трехфазной сети (380 В).

Контрольно-измерительные приборы и автоматика также отличаются, этот вопрос предлагается рассмотреть в конце данной публикации. Давайте сначала обсудим преимущества и недостатки 3 типов электрических котлов.

Плюсы и минусы ТЭНовых котлов

ТЭН - это участок электрической цепи с высоким сопротивлением. Представляет собой медную трубку (прямую или изогнутую), внутри которой находится нагревательная спираль из жаропрочного хромоникелевого сплава. Керамический наполнитель действует как изолятор между внешней медной стенкой и катушкой.

Давайте кратко перечислим компоненты любого электрического котла (не только ТЭНового):

• нагревательный блок, в данном случае - герметичный сосуд с нагревательными элементами внутри;
• автоматика управления - термостат, датчики температуры, исполнительный механизм;
• корпус с ручками/кнопками управления.

Справка. По команде термостата исполнительный механизм включает или выключает нагреватели. Существует 2 типа - механический и электронный. В первом случае цепь разрывается пускателем или контактором, который издает громкий щелкающий звук. Во втором случае мощность контролируется симисторным блоком, который работает бесшумно.

Работа электрического котла не сильно отличается от работы других отопительных приборов. Теплоноситель нагревается до заданной температуры - нагревательный элемент отключается, вода начинает остывать - включается. Если есть 2 ... Если в баке находится 2 ... 4 нагревателя, управление включает их поочередно, реализуется так называемый ступенчатый нагрев.

Давайте перечислим преимущества электрических котлов центрального отопления:

• Тепловая мощность агрегата не зависит от внешних факторов, она изменяется только по команде блока управления;
• Нагревательная спираль надежно изолирована от контакта с охлаждающей жидкостью, теплогенератор одинаково хорошо работает с обычной водой или антифризом;
• Выход из строя одного нагревателя в группе не означает прекращения отопления, только уменьшение мощности;
• Надежность установок ТЭН доказана на протяжении многих лет.
• Замена перегоревшего нагревательного элемента проста и недорога;

Электрические котлы с трубчатыми нагревателями лишены серьезных недостатков. Обратим внимание на 3 небольших недостатка:

1. Поскольку нихромовая спираль окружена керамической засыпкой, для передачи тепла медному корпусу требуется немного больше времени, чем в других электрических бойлерах.
2. При использовании жесткой воды медная трубка снаружи покрывается потускневшим налетом. Теплопередача затрудняется, температура поверхности повышается, и срок службы катушки сокращается.
3. Если отбор тепла прекращается, спираль нагревательного элемента перегорает. Это означает, что нагреватель не терпит "сухого хода", случайное включение без воды гарантированно приведет к поломке.

По цене электрический котел с нагревательными элементами занимает промежуточное место между своими индукционными и электродными "братьями". На цену сильно влияет конфигурация. Например, польский настенный котел Kospel EKCO.LN2-6 (6 кВт) с насосом и расширительным баком стоит около 600 USD, в то время как простой прибор без тканей Heatman Light 6/220 всего 100 USD.

Преимущества электродных нагревателей

В целом, конструкция электродного котла повторяет конструкцию устройства с нагревательными элементами. Единственным отличием является привод - цилиндрическая камера с электродом (или несколькими) внутри. Нагревательная часть отделена от шкафа управления, который монтируется рядом с ней на стене. Повышенное сопротивление в цепи создается самой водой, точнее, слоем воды между внутренним электродом и металлической коробкой.

Объяснение. Электрический бойлер работает по принципу водонагревателя, состоящего из двух железных пластин. Вода, протекающая между ними, действует как проводник, а ионы - заряженные частицы солей магния и кальция - несут электрический заряд. Выделяемое тепло нагревает воду. Отсюда происходит второе название котла - ионный котел.

Преимущества электродных котлов:

• Нагревательный элемент буквально состоит из 2 кусков железа, нет ничего, что могло бы сломаться даже при отсутствии воды или перегреве;
• Скачки напряжения в силовом блоке не страшны, может пострадать только чувствительная автоматика (если она есть);
• Высокое содержание солей - жесткость воды - только увеличивает скорость нагрева, а образование отложений несколько снижает эффективность работы машины;
• Компактность.
• Некоторые модели могут использоваться в самотечных системах отопления;

Для сравнения приведем стоимость 6-киловаттного нагревателя известной марки "Галан", с полным комплектом автоматики котел будет стоить 155 долларов. По данным производителя, потребление электроэнергии 6-киловаттным радиатором составляет около 950 кВт в месяц. Если есть необходимость в большей мощности, просто купите второй блок и установите его в каскаде с первым.

Электрические ионные котлы получили много негативных отзывов от домовладельцев на форумах. Причиной этого являются существенные недостатки водонагревательных приборов:

1. В процессе нагрева происходит химическая реакция электролиза, разлагаются соли магния и кальция, что вызывает значительное снижение мощности котла.
2. Опять же, мощность котла является переменной. Он зависит от концентрации соли, температуры воды и напряжения в сети.
3. С обычным антифризом для электродного котла отопления "не подружиться", необходимо приобрести специальную жидкость. По очевидным причинам нельзя использовать опресненную или дистиллированную воду.
4. В результате реакции электролиза образуется смесь различных газов, иногда легковоспламеняющихся. Имели место случаи удушья при использовании закрытых систем отопления.
5. В режиме старт/стоп генераторная установка работает на полной мощности. Для организации ступенчатого регулирования необходима дорогостоящая автоматическая система.

Личное мнение автора статьи. Я отапливаю дом площадью 100 м2 электродным котлом, таймер включает отопление только ночью. Теплоноситель - водопроводная вода, без каких-либо добавок. Из-за разложения соли мне приходится менять его раз в шесть недель, иначе мощность электрокотла падает примерно на 50%. Боюсь солить по инструкции, потому что система собрана из стальных труб, обеспечивает самотечный поток.

Особенности индукционных аппаратов

Этот электрический котел также разделен на 2 части - нагревательную часть и шкаф управления со стандартной автоматикой. Нагревательная часть представляет собой герметичный цилиндрический корпус с многовитковой индукционной катушкой и полым металлическим сердечником. Проще говоря, это труба, внутри которой движется теплоноситель. Как работает электрический индукционный котел:

1. При включении агрегата контактор по команде автоматики замыкает цепь питания. На катушку подается напряжение 220 или 380 В.
2. Индуктор создает вихревые токи высокой плотности вокруг сердечника, которые нагревают металлическую трубку. Тепло передается воде, протекающей внутри.
3. Нагревательный элемент работает на полную мощность до тех пор, пока датчик не определит, что температура, заданная пользователем, достигнута. Затем автоматика отключает отопление и так далее.

Внимание. Индукционная катушка электрокотла всегда включена на максимальную мощность, ступенчатое регулирование отсутствует.

Вихретоковые электронагреватели - это относительно новый тип отопительных котлов. Эти устройства не успели себя зарекомендовать, так как уже более 10 лет не отапливают частные дома. Оценивать надежность пока рано, поэтому отметим очевидные особенности индукционных теплогенераторов:

• Если воды не хватает или циркуляция прекращается, генератор выходит из строя;
• сварной корпус, который невозможно разобрать, означает, что в случае выхода из строя нагревательный элемент должен быть полностью заменен (например, в случае короткого замыкания внутри катушки)
• устройство довольно тяжелое - нагревательный блок мощностью 5 кВт весит примерно 24 кг, блок мощностью 20 кВт - 76 кг
• отсутствие ступенчатого нагрева - при включении котла происходят скачки напряжения в домашней электросети.

Цена центробежных нагревателей - это отдельный вопрос. Электрический котел отопления мощностью 5 кВт в минимальной комплектации стоит около 450 долларов, что несравнимо дороже, чем у конкурентов. Нелестное мнение об индукционных нагревателях высказывает эксперт в видеоролике:

Комплектация отопительных агрегатов

Мы уже перечислили элементы каждого электрического котла в базовой, самой дешевой комплектации. Это нагревательный блок, термостат, автоматика с приводом, контроллеры и датчик температуры.

Важный нюанс. В бюджетных версиях котлов исполнительным механизмом является магнитный пускатель. Он громко щелкает при включении отопления, звук отчетливо слышен в помещениях, смежных с котельной.

Производители поставляют электрические котлы со следующим оборудованием в расширенной версии:

• бесшумный модульный контактор вместо магнитного пускателя;
• циркуляционный насос
• мембранный расширительный бак для закрытой системы отопления;
• мониторинг погоды;
• ЖК-дисплей, программатор, GSM-модуль для дистанционного управления со смартфона.
• Датчики избыточной температуры и давления охлаждающей жидкости;
• датчик циркуляции - для индукционных теплогенераторов;
• группа безопасности - автоматический воздухоотводчик, предохранительный клапан;

Конечно, "толстый" полный комплект электрокотла будет стоить намного дороже, чем "бедный". С другой стороны, расширительный бак, насос и группу безопасности все равно придется покупать. Гораздо удобнее устанавливать устройство, когда эти компоненты спрятаны внутри корпуса.

Какой электрокотел выбрать – рекомендации

Мы советуем вам выбрать электрический котел с нагревательными элементами. Они надежны и могут сочетаться с радиаторами, системами напольного отопления, напольными агрегатами и подовыми печами. Выбирайте уровень оборудования, исходя из условий установки, эксплуатации и выделенного бюджета.

Несколько дополнительных советов:

1. Если вы собираетесь приобрести настенный электрический котел, его следует покупать оснащенным нагревательными элементами, собственным насосом и баком.
2. Если электрокотел будет работать совместно с твердотопливным или газовым котлом, лучше выбрать модель без встроенного насоса и расширительного бака. Эти устройства подключаются отдельно - бак используется для всей системы, а насос управляется комнатным термостатом, как показано на схеме.

    

   

    

   Управление циркуляционным насосом удобнее, когда он находится отдельно от котла.
3. Установите дистанционный термостат. Это позволит котлу контролировать температуру воздуха, а не жидкости.
4. Электродный теплогенератор следует использовать в трех случаях: ограниченный бюджет, недостаточно места в котельной или подключение к гравитационной системе отопления без насоса.
5. Электродные сборки вызывают меньше всего проблем в открытых системах - образующиеся газы безопасно транспортируются через атмосферный расширительный бак.
6. Выбирайте индукционный котел в соответствии с вашими пожеланиями и наличием средств. Но учтите: опыт эксплуатации показал, что этот прибор ничем не лучше котла ТЭН. Особых технических проблем с индукционными нагревателями не было, только финансовые.

Внимание. Котел электродного типа для самотечной системы должен иметь ответвления соответствующего диаметра (минимум - Ø32 мм), подача направлена вверх.

Для напольного отопления подходит только электрический котел. Индукционные и электродные устройства без ступенчатого нагрева трудно поддерживать при низкой температуре воды 35 ... 45 °C в контурах напольного отопления.

Напоследок о расходе электроэнергии

Естественное желание домовладельца - знать, сколько электроэнергии потребляет электрический котел при отоплении отдельно стоящего дома. К сожалению, невозможно предсказать фактическое потребление. Это число слишком индивидуально и зависит от многих факторов - степени изоляции, поддерживаемой температуры внутри здания, погоды.

Месячное потребление можно рассчитать, взяв приблизительно 50% от расчетной теплопотери дома, умноженной на 24 часа и 30 дней. Пример: Потери составляют 6 кВт, половина мощности - 3 кВт, ежедневно 3 x 24 = 72 кВт, ежемесячно 72 x 30 = 2160 кВт. Зачем брать ½ мощности: В сезон погода не всегда бывает холодной, чем теплее на улице, тем чаще отключается электрокотел.

Пример из собственного опыта. Дом площадью 100 м² отапливается ночью электродным котлом мощностью 9 кВт в течение 8 часов, регион - юг. За 6 месяцев отопительного сезона электрокотел потребил 9104 кВт. Среднемесячное потребление составляет 1517 кВт, среднесуточное потребление - 1517 / 30 = 50,6 кВт.

Спасибо! Все очень хорошо объяснено и показано! Если возможно, не могли бы вы сообщить марки котлов, насосов, реле и другого оборудования? Какие из них надежнее или проще в эксплуатации и обслуживании.

И спасибо вам за ваше мнение. ?
Мы учтем ваши предложения в будущем. Но тут возникает сложность: мы стараемся публиковать только достоверную информацию, поэтому сделать правдивую оценку производителей электрокотлов очень сложно, а вытягивать "из горелки" - неправильно. На рынке существует множество рекомендуемых компаний, перечислять и описывать продукцию каждой из них просто нереально. О циркуляционных насосах есть отдельная статья: https://otivent.com/cirkulyacionnyj-nasos-dlya-sistemy-otopleniya.