Электрические котлы отопления: правила установки, монтаж обвязки, техника безопасности

Принцип функционирования электродного котла основывается на прохождении переменного электрического тока между электродами, который происходит через поток воды. Общее количество электродов в таких устройствах может колебаться от одного до шести, а их мощность варьируется в пределах 6-10 кВт. КПД подобных устройств составляет 94-96%, что является показателем ниже, чем у традиционных электрических котлов с тэнами.

Отопление от электрокотла: варианты организации отопления на основе электрического котла

Если загородный участок не может быть подключен к централизованному газоснабжению по каким-либо причинам и в ближайшие несколько лет не планируется осуществление такого подключения, то одним из распространенных решений для обогрева частных домов становится использование электрокотлов. Данный подход обладает рядом преимуществ, хотя, безусловно, есть и некоторые недостатки.

Для того чтобы использование электрокотла оказалось эффективным, необходимо правильно подобрать электрическое оборудование и рассмотреть схему подключения. В этой статье мы изучим конструктивные и функциональные особенности различных типов электрокотлов, а также выясним, как правильно подключить эти агрегаты к системе отопления.

Тем, кто собирается организовать обогрев своего жилья при помощи электрического котла, будет полезно ознакомится с возможностью применения двойного тарифа, что позволит существенно снизить затраты на электроэнергию.

Классификация оборудования и принцип работы

Электрокотел преобразует электрическую энергию в тепловую, и в зависимости от особенностей своей конструкции может быть нескольких типов:

• ТЭНовым;
• электродным;
• индукционным.

Современные модели, вне зависимости от типа, снабжены термостатами, которые позволяют корректировать мощность устройства и уровень нагрева теплоносителя.

Кроме того, часто присутствует возможность подключения внешних датчиков, что дает возможность контролировать температуру воздуха в конкретных помещениях.

Устройство с нагревательным ТЭНом

Внутри резервуара, предназначенного для воды, устанавливаются нагревательные элементы – ТЭНы. Они могут быть выполнены как в виде трубок, так и в виде пластин. Для регулировки степени нагрева, ТЭНы включаются поочередно.

Вода поступает в бак, где нагревается, и затем передается в контур. Когда вода остывает или, наоборот, нагревается, отдельные ТЭНы могут быть включены или выключены в зависимости от необходимости. Движение теплоносителя контролируется встроенным циркуляционным насосом.

ТЭНовые электрокотлы могут быть настенными или напольными, в зависимости от их размеров и типа. Важно правильно выбрать место для установки устройства, чтобы обеспечить доступ для обслуживания и ремонта.

Можно также рассмотреть двухконтурные модели, которые могут подогревать воду как для отопления, так и для водопровода. Электрокотлы, использующие ТЭНы, популярны благодаря своей простой конструкции и сравнительно невысокой цене. При условии правильной эксплуатации, они редко выходят из строя.

В качестве теплоносителей можно также использовать жидкости с различной концентрацией антифризов или масляные составы. Однако устройства такого типа часто имеют крупные габариты, что ограничивает возможности выбора места для установки. Со временем на ТЭНах образуется налет, и периодически требуется замена нагревательных элементов.

Электродный котел для отопления

При нагреве в электродных котлах используется разница потенциалов между двумя электродами, а также естественное сопротивление воды, обусловленное солями, растворенными в ней. Эти устройства отличаются компактностью и способны быстро нагревать небольшие объемы воды.

Электродные котлы очень компактны, их установка не требует особых усилий, однако они функционируют только с водой, имеющей определенное удельное сопротивление.

Здесь нет необходимости в встроенном циркуляционном насосе, так как данные котлы просты в использовании и практически не выходят из строя. В случае необходимости ремонта, делать это достаточно просто, кроме того, цена на такие устройства как правило довольно доступная.

Однако стоит отметить, что такие котлы не подходят для использования масла и антифриза – в качестве теплоносителя здесь допустима только вода, но не дистиллированная. Со временем электроды подвергаются износу и растворяются в воде, что требует их периодической замены на новые.

Прибор с индукционным нагревом

В индукционных котлах нагревательный элемент представлен диэлектрическим корпусом с намотанной катушкой и сердечником. Протекающий ток в катушке создаёт разницу потенциалов в сердечнике, который довольно быстро нагревается, а тепловая энергия передается теплоносителю.

Виды электрических котлов, достоинства и недостатки

На рынке представлены три типа электрокотлов:

• Классические. Нагрев теплоносителя осуществляется при помощи ТЭНов, которые находятся в теплообменном баке, где происходит контакт с водой. Нагретый теплоноситель затем поступает в контур отопительной системы.
• Электродные. Здесь теплоноситель нагревается за счет прямого воздействия электрического тока, где разряд возникает между двумя электродами, подключенными к фазам электросети. Со временем электродные элементы подвергаются разрушению и требуют замены.
• Индукционные. В таких котлах есть индукционная катушка, которая воздействует магнитным полем на ферромагнитный сердечник, позволяя ему нагреваться и потом передавать тепловую энергию теплоносителю. Основной недостаток данного типа котлов – высокая стоимость.

Наибольшую популярность среди потребителей приобрели ТЭНовые электрические котлы, которые отличаются простотой конструкции, надежностью, легкостью в установке и не требовательностью к обслуживанию.

Преимущества электрических отопительных котлов состоят в следующем:

• КПД может достигать 94-99% (в моделях с ТЭНом данный показатель немного снижается при образовании накипи на нагревателях).
• Монтаж не требует оформления специального разрешения.
• Пожарная и взрывобезопасность: в процессе работы отсутствует горение, нет необходимости в хранении топлива или обеспечении газа.
• Возможность длительного хранения без использования: электрокотел сохраняет работоспособность при продолжительных простоях (более полугода), не требуя специальной подготовки перед запуском.
• Компактность: агрегаты отличаются сравнительно небольшими размерами по сравнению с котлами иных типов.
• Нетребовательность к месту установки. Электрический котел возможно размещать как в жилых, так и вспомогательных помещениях, нет нужды в обустройстве специальной котельной.
• Разнообразие моделей, отличающихся по принципу работы, мощности и способу установки.
• Экологичность: работа электрокотла проходит без выбросов в атмосферу, следовательно, такие устройства считаются абсолютно безопасными для окружающей среды.

Наиболее значительным недостатком электрических котлов является высокий уровень потребления электроэнергии, что делает их крайне дорогим вариантом отопления, особенно актуально для регионов с высокими тарифами на электричество. Однако установить теплоаккумулятор может помочь в решении этой проблемы.

Пример установки компактного электрокотла в доме

Еще один важный недостаток – риск поражения электрическим током при неправильном монтаже. Именно поэтому строгое соблюдение правил электромонтажа и заземление токопроводящих частей крайне важно при установке устройства.

Важно! При выборе электрокотла необходимо точно рассчитать его мощность. Для этого площадь дома умножается на 0.1, к полученному результату прибавляется минимум 20% для запаса по мощности. Если предполагается использование котла в системе горячего водоснабжения, запас по мощности должен составлять не менее 50%.

Монтаж: основные правила, выбор места, требования безопасности

На этапе подготовки к монтажу электрического котла необходимо определить место установки.

Вопрос выбора места требует учета следующих моментов:

• Чтобы избежать риска случайного поражения током и защитить сам котел от бытовых воздействий, рекомендуется установка устройства в отдельном помещении, например, в цокольном этаже, гараже или в кладовке.
• Если установка производится на кухне или в прихожей, нужно позаботиться о том, чтобы вокруг устройства была свободная зона, свободная от случайных контактов. Желательно заранее продумать, как скрыть коммуникации, чтобы трубы и провода не портили эстетический вид интерьера.
• Корпус котла не должен соприкасаться с деревянными поверхностями. На деревянной стене желательно прикрепить лист асбеста, а сверху уложить стальной лист. Аналогичная мера должна быть предусмотрена и для деревянного пола, где устанавливается напольная модель котла.
• Необходимо обеспечить свободный доступ к электрокотлу для его обслуживания и эксплуатации.
• Электрический кабель подключения котла должен быть размещен на стене выше трубопровода, чтобы, в случае утечек, он не оказался в воде.
• Чтобы избежать нагрузки на соединения котла, трубы вблизи точки подключения должны быть закреплены на стене.

Для обеспечения пожарной и электрической безопасности трубопровод необходимо разместить ниже уровня электропроводки.

При организации и проведении электромонтажных работ при установке котла необходимо соблюдать технику безопасности:

• Перед началом работ электросеть дома должна быть обесточена.
• Корпус котла должен быть установлен так, чтобы от него до стены оставалось не менее 5 см, до потолка – 80 см, до пола (для настенной модели) и до труб – не менее 50 см. Спереди должно быть свободное пространство минимум 70 см.
• Необходима трёхфазная сеть на 380 В. Дома сеть на 220 В будет перегружена при использовании электрокотла мощностью более 5 кВт. Низкомощные модели могут использоваться в качестве резервного источника тепла в сочетании с газовым или твердотопливным котлом, или могут устанавливаться в меньших помещениях. Котел мощностью выше 8 кВт требует подключения к трехфазной сети.
• Электрические кабели необходимо укрывать в гофрированных трубках или кабельных каналах, чтобы избежать контакта с водой в случае прорыва труб. Также места подключения следует защищать от воды.

Требования к установке электрического котла

Монтаж электрокотла должен проводиться с учетом определенных стандартов и требований, включая основные из ПУЭ:

• При установке электрокотла мощностью до 10 кВт соглашение с Энергонадзором не требуется, однако если устройство комплектуется дифференцированным счетчиком, полезно будет получить согласование;

• Установки мощностью от 6 кВт должны подключаться к трёхфазной линии, хотя, как показывает практика, котлы до 12 кВт можно подключать и к однофазной сети, но в таком случае они не смогут функционировать на полную мощность;
• Электроагрегаты, в отличие от твердотопливных и газовых установок, могут устанавливаться в любых помещениях, кроме областей с повышенной влажностью, таких как санузлы и ванные комнаты. Расположение оговаривается только с точки зрения схемы отопления в частном доме, так как это предпосылка для коммутации с трубопроводом, электросетью и другими инсталляциями;
• К поверхностям, на которые будут установлены устройства, необходимо учитывать небольшие требования, даже бревенчатая стена может подойти, но в таких случаях участок под котел нужно изолировать негорючими материалами, такими как ксилолит, базальт и другие;
• Есть требования к пространству вокруг устройства, оно должно быть свободным для обеспечения доступа в процессе ТО и ремонта, размеры этой зоны зависят от модели и должны быть указаны в паспорте устройства; в среднем рекомендуется: 70 см от верхней панели, 50 см от боковых сторон, 70 см от передней и 3 см от задней до стены.

Преимущества и недостатки электрических приборов отопления

• Компактные размеры и небольшой вес электрических котлов;
• Нет необходимости выделять специальные помещения для установки, не требуется обустройства вентиляции и дымохода;
• Отсутствие неприятных запахов гари;
• Автономная работа;
• Низкий уровень шума в процессе работы;
• Быстрое включение и запуск;
• Высокий КПД – до 99%;
• Надежность и длительный срок службы.

Отопление с помощью электрокотлов в частном доме практически не имеет недостатков, однако высокие затраты на отопление остаются значимым недостатком, также существуют риски возгорания проводки и поражения электрическим током.

В видео представлены сравнительные преимущества электрокотла и электроконвектора, что помогает понять, какой из вариантов выгоднее использовать для отопления дома.

Правила установки электрического котла в частном доме – особенности подключения

На первый взгляд, использование электрического отопления может показаться невыгодным по сравнению с газовыми или твердотопливными котлами. Однако такая точка зрения не всегда правомерна. Установка электрокотла в частном доме может оказаться экономически оправданной, но для этого требуется тщательное изучение возможностей электрических сетей и правильный выбор схемы подключения и места установки котла.

При выборе электрокотла очень важно учитывать тепловую или электрическую мощность прибора. КПД современных электрических котлов значительно выше, чем у газовых и твердотопливных моделей, как правило, он достигает 98-99%, при этом некоторые проценты потерь могут быть связаны с электрооборудованием, проводкой и обвязкой котла.

Таким образом, для расчета потребного количества тепла используется правило: на каждый квадратный метр отапливаемой площади должно приходиться не менее 100 Вт/ч мощности котла.

Если вы планируете установку электрического котла отопления своими силами, то наиболее предпочтительными будут два типа электрокотлов:

• системы с ТЭНами;
• электродные котлы.

Эти устройства просты и понятны в работе, их установка и наладка не требуют специального проектирования. Практически все работы, от установки и обвязки электрического котла до прокладки электрических кабелей, можно выполнить самостоятельно.

Кроме этих типов, существуют также электрические котлы с индукционными нагревателями, которые, как правило, имеют высокую мощность – от 20 до 60 кВт. Поэтому их монтаж и подключение к электросетям потребуют, по меньшей мере, проектирования системы установки котла и согласования с электросетевыми организациями.

Электрические котлы на ТЭНах

Мощность ТЭН-электрокотлов колеблется от 4 до 10 кВт, этого достаточно для отопления дома площадью до 100 м².

По сути, котел представляет собой емкость из нержавеющей стали, внутри которой расположены 2-5 электрических нагревателей. Каждый нагреватель защищён тонкостенной титаново-стальной трубкой, внутри которой проложены нагревательные спирали из вольфрама или никель-хромового сплава.

Кроме того, установка нового ТЭНа вместо изношенного может быть осуществлена самостоятельно.

Конструкция этих котлов получилась удобной и простой в эксплуатации. При необходимости мощность электрического котла можно регулировать как ступенчато, так и плавно с помощью тиристорного регулятора напряжения.

Требования к установке электрического котла с ТЭНами минимальны:

1. В охвате системы безопасности необходимо использование независимого датчика перегрева нагревателей.
2. Корпус и электрический контур должны иметь заземление, отдельного от шины вводного кабеля, что крайне важно для обеспечения безопасности.
3. Автоматика котла и циркуляционный насос должны быть обеспечены резервным питанием от источника бесперебойного питания (ИБП).

ТЭНовые котлы имеют преимущество в том, что могут работать на воде любой жесткости. Идеально, если при установке котла контур наполняется либо антифризом для отопительных систем, либо дистиллированной водой. Однако применение таких жидкостей ограничивается их высокой стоимостью, а также необходимостью регулярной замены. Но их использование заметно увеличивает срок службы ТЭНов и циркуляционного насоса.

Преимущества и недостатки применения электрических котлов

Основным недостатком использования электрических котлов принято считать высокую стоимость отопления. В теории, затраты на обогрев дома с помощью электрических котлов примерно в два раза превышают затраты на газовое или угольное отопление.

На практике, однако, существует возможность снижения себестоимости отопления до уровня газового с помощью следующих методов:

• установки теплоаккумулятора или бойлера для горячей воды с большой емкостью;
• установки двухтарифного электрического счетчика, позволяющего использовать ночные тарифы на электроэнергию;
• применения теплых полов и точечного подогрева спальных помещений с помощью системы термостатов и датчиков температуры.

К помимо высокой стоимости электроэнергии, у электрических котлов есть два значительных технических недостатка. ТЭНы или электродные нагреватели требуют нормального уровня напряжения в сети для работы. В частных домах напряжение часто колеблется в пределах 150-180 В, что значительно ниже норматива 220 В. Поэтому может потребоваться установка мощных и дорогих стабилизаторов напряжения, а также, в случае частых отключений электроэнергии на несколько часов, может понадобиться установка ИБП для поддержки работы автоматики и циркуляционного насоса.

Единственным исключением могут быть электродные котлы, которые могут работать при низком или нестабильном напряжении благодаря своей конструкции.

Для компенсации уменьшения тепловыделения на греющей колбе достаточно с механическим приводом компенсировать расстояние между электродами, тем самым увеличивая ток потребления. Более того, электрический котел на основе электродов сможет функционировать в режиме самотека.

Еще одним преимуществом электрокотла является стоимость установки: монтаж отопительного оборудования обойдется значительно дешевле, чем установка газового котла. Потребуется минимальное количество разрешений: обычно достаточно проектирования и получения согласований от районных электросетей и пожарной инспекции.

Дополнительные требования к помещению для установки, такие как облицовка стен негорючими материалами, или наличие приточно-вытяжной вентиляции, отсутствуют, в отличие от газовых и твердотопливных моделей, что делает установку электрического котла более удобной.

Принудительная циркуляция

Систему отопления с принудительной циркуляцией стоит рассмотреть в тех случаях, когда надежная естественная циркуляция воды в электрическом котле невозможна.

Для принудительной циркуляции свойственны следующие характеристики:

• обязательное наличие циркуляционного насоса в системе, который обеспечит принудительное движение теплоносителя;
• равномерный прогрев помещения;
• большая протяженность трубопровода;
• использование труб малого диаметра, что помогает экономить на материалах.

При монтаже закрытой системы отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя требуется следующий набор оборудования:

• электрический котел;
• циркуляционный насос, если он не встроен в котел;
• герметичный расширительный бак;
• трубы и радиаторы отопления;
• фитинги (переходники);
• краны;
• воздухоотводчики;
• обратные клапаны;
• крепежные элементы.

Большинство современных электрических котлов уже имеют встроенный циркуляционный насос, что делает такие устройства идеальными для небольших домов и квартир:

• они компактны по своим размерам;
• не требуют дополнительной установки насоса в систему отопления.

Стоит отметить, что модели электрических котлов с встроенным циркуляционным насосом могут иметь более высокую стоимость по сравнению с моделями, в которых насос подключается опционально.

Основные правила установки котла

Существует множество схем обвязки электрического котла, но лучше доверить монтаж и подключение в систему отопления специалистам, что даст вам гарантии надлежащего качества выполнения работ, что в свою очередь положительно скажется на эффективности работы всей отопительной системы.

1. Перед началом подключения электрического котла обязательно нужно обесточить дом.
2. Стена, где будет установлен котел, должна быть облицована негорючими материалами.
3. Заранее проверьте прочность конструкции стены, на которую будет крепиться котел и другое оборудование, необходимое для корректной работы системы отопления.
4. Не прокладывайте электрооборудование в местах, где будут также проходить трубопроводы для отопления или воды. В случае невозможности избежать этого, кабели следует прятать в защитные коробки.
5. Расстояние от котла до потолка должно составлять не менее 20 см.
6. Устанавливайте электрический котел исключительно в сухих помещениях, где исключен контакт с водой даже в минимальных количествах.
7. Обязательно выполните заземление электрического котла – это крайне важный момент для безопасности пользователей и сохранности самого оборудования, предотвращая нежелательные последствия в будущем.
8. Выберите схему подключения для электрического котла: с естественной либо принудительной циркуляцией. Для системы с принудительной циркуляцией потребуется циркуляционный насос.

В качестве примера рассмотрим бюджетный электрический котел, не имеющий встроенного бака и циркуляционного насоса, а также системы безопасности.

1. После того как котел будет закреплён, от него отходит труба на подачу. Группу безопасности рекомендуется устанавливать не над котлом, так как это небезопасно и неэффективно. Если будет утечка, будет угроза короткого замыкания, если начнет подтекать воздухоотводчик или предохранительный клапан. Группа безопасности должна быть установлена на безопасном расстоянии от котла.
2. Предохранительный клапан не должен быть направлен в сторону котла, он должен смотреть в сторону от устройства.
3. Установите термометры как на обратке, так и на подаче, чтобы контролировать и сравнивать разницу температур.
4. Между котлом и группой безопасности не должно быть запорной арматуры, это предохранит котел от поломки, если вы забудете открыть кран перед запуском устройства.

1. На обратке установите шаровой кран, затем циркуляционный насос. Чаще всего насос устанавливается как на обратке, так и на подаче, однако главное правило: положение клеммной колодки не поддерживайте вниз.
2. Не забывайте про установку фильтра глубокой очистки (фото с примером ниже), это устройство предотвратит засорение насоса и электрического котла частицами грязи.
3. Затем, после фильтра глубокой очистки, устанавливаем шаровой кран, термометр и кран для подпитки.
4. Далее подключаем расширительный бак, его желательно устанавливать перед циркуляционным насосом по ходу движения теплоносителя.
5. После расширительного бака сделайте переходы на трубу и подключите радиаторы.