Котли опалення на електриці — види та особливості застосування

Передусім необхідно відзначити, що електричні котли, з огляду на свою назву, працюють безпосередньо від мережі електричного струму. Тобто відбувається нагрів теплоносія в контакті через опалювальні елементи. Звідси й класифікація, в основі якої лежать різні нагрівальні прилади й пристосування.

Види електричних котлів

Котли з ТЕНами

Принцип роботи такого нагрівального агрегата простий і надійний. Конструкція складається з ємності, в яку вмонтовано кілька трубчастих електронагрівників (ТЕНів). Вода, потрапляючи в ємність, нагрівається безпосередньо від цих елементів. Кількість необхідних ТЕНів залежить від потужності самого котла. Так, якщо Вам потрібен котел потужністю 12 кіловат, то в його конструкції обов’язково повинно знаходитися 6 ТЕНів. При цьому потужність кожного повинна становити 2 кіловати.

Зазвичай такі котли укомплектовують хорошою системою автоматики, яка стежить за ефективною роботою приладу загалом. При охолодженні теплоносія вона включає стільки ТЕНів, скільки необхідно, щоб підняти температуру до заданої. Усі операції зі встановлення режиму експлуатації задаються на панелі управління.

На сьогодні виробники пропонують два види такого обладнання — одноконтурні та двоконтурні електричні котли опалення. Варто звернути увагу на конструкцію та принцип роботи двоконтурного аналога. Це звичайний одноконтурний котел з додатково встановленим бойлером. Працює така установка поперемінно. Якщо відбувається тільки обігрів приміщення, то включаються ТЕНи в системі котла. Якщо з’являється необхідність в гарячій воді для господарських потреб, то нагрівальні елементи котла відключаються, а в бойлері включаються.

До переваг такого нагрівального агрегату можна віднести простоту конструкції, її дешевизну, легкість встановлення та підключення. У ній немає якихось складних вузлів і конструктивних елементів. Як теплоносій можна використовувати всі відомі на сьогодні рідини, застосовувані в системах опалення.

Однак недоліки в таких котлів теж є. По-перше, це великі розміри. Адже, щоб опалення добре працювало, необхідно нагріти велику кількість води. По-друге, це утворення накипу, якщо як теплоносій використовувати звичайну воду.

Електродні котли

Вода є електролітом, тобто провідником електричного струму. Цю властивість їй надають розчинені в ній солі. Але, як стверджують закони фізики, там, де є щільне середовище (а вода таким середовищем якраз є), обов’язково присутній і опір, тобто перешкоди проходженню електричного струму. А там, де є опір, обов’язково буде виникати тепло, яке з’являється в процесі його подолання.

Тепер про сам електродний котел. У ньому встановлюють два електроди, на яких створюється різниця потенціалів. Вода, будучи електролітом, починає пропускати через себе струм, який і нагріває її.

До переваг таких моделей можна віднести компактність конструкції. Для них немає необхідності у великих обсягах води і, відповідно, в об’ємному баку. Тому їх часто використовують у відкритих системах опалення — вони прекрасно справляються і без циркуляційного насоса. Додамо простоту і дешевизну конструкції — в ній немає складних вузлів і деталей.

Ще однією перевагою електродних котлів є безпека. Якщо відбудеться витік теплоносія і котел залишиться без води, нічого страшного не трапиться. Немає провідника — немає і струму. У цьому плані ТЕНові котли менш безпечні. Хоча у їхній комплектації і встановлено термореле, котре відповідає за відключення нагрівальних елементів: якщо воно не спрацює, то може трапитися коротке замикання. Не хочеться нікого лякати і зменшувати якісні характеристики ТЕНових агрегатів, але кожну ситуацію необхідно розглядати з усіх боків.

Оскільки електродні нагрівальні установки працюють за принципом нагріву теплоносія за допомогою прямого впливу електричного струму, то як теплоносій тут може бути використана тільки вода. Але вона повинна бути звичайною водопровідною, адже саме в такій воді присутні солі, що роблять її електролітом. Дистильована вода в цьому випадку не підійде. І останній недолік — електроди поступово розчиняються у воді, а значить, їх доведеться періодично купувати і замінювати.

Індукційні котли

Цей вид електричного опалювального котла являє собою циліндричний корпус, у якому встановлена труба з діелектрика, на котру, в свою чергу, намотана котушка. У трубу вставлений металевий сердечник. Принцип дії такої системи полягає в тому, що електричний струм, який рухається по котушці, створює електромагнітне поле. Завдяки електромагнітній індукції електричний струм з’являється в самому стрижні. Однак в осерді току текти нікуди, а значить, починає створюватися різниця потенціалів. Відбувається міграція заряджених частинок усередині металу, з якого виготовлений сердечник. Це призводить до того, що останній починає грітися. Так і виникає теплова енергія.

Здавалося б, що така складна конструкція і багатоступінчатий процес утворення теплової енергії повинні привести до падіння коефіцієнта корисної дії. Але цього не відбувається. Чому?

По-перше, існує надійна зовнішня теплоізоляція приладу.

По-друге, незначне тепло, яке виділяється обмоткою котушки, теж іде на обігрів теплоносія.

По-третє, котушка випромінює тільки індукційні струми, які повністю поглинаються сердечником. Тобто ніяких енергетичних втрат.

Якщо говорити про переваги, то необхідно зазначити, що такий котел може працювати дуже довго. Його ресурс майже необмежений. Товста обмотка котушки прослужить тривалий час, на стрижні не утворюється накип, і він не схильний до перегріву. І якщо Ви купуєте заводський виріб, то гарантією від витоків теплоносія виступає його нероз’ємна конструкція. І останній плюс — для такого котла немає різниці, який теплоносій нагрівати, лише б він був рідким. А ось недолік у такої моделі лише один — це на сьогодні дороге задоволення як в плані придбання, так і в плані експлуатації (споживає багато струму).

Загальні особливості електрокотлів

Усі сучасні опалювальні електрокотли мають ряд конструктивних і функціональних особливостей:

• Обов’язкове встановлення системи автоматики, де головну роль відіграє термостат. Цей прилад стежить за температурою теплоносія і за перемиканнями режимів експлуатації. Сьогодні деякі моделі забезпечуються термодатчиками, які встановлені поза конструкцією. Вони відповідають за контроль над температурою всередині приміщень.
• Не існує електричних котлів потужністю менше 3,5 кіловата, тому будь-яка модель підключається тільки через розподільну електричну шафу або щит. Не можна ці установки вмикати в звичайну розетку — у них навіть вилки для цього немає. І не намагайтеся її встановити. Котли потужністю до 7,0 кіловат підключаються до мережі змінного струму, агрегати більшої потужності вимагатимуть наявності у вашому будинку струму з напругою 380 вольт.
• Уся електрична енергія, використовувана для отримання тепла, йде тільки на нагрів теплоносія. За законами фізики, це процес зі стовідсотковою ефективністю. І якщо якийсь вид котлів має коефіцієнт корисної дії нижчий за 100%, то не варто звинувачувати в цьому сам принцип роботи електричних котлів — усе залежить від конструкції, теплоізоляції та інших характеристик.

Як правильно розрахувати потужність електрокотла

Потужність будь-якого котла, призначеного для системи опалення, розраховується за одним і тим же принципом — один кіловат на десять квадратних метрів площі приміщення. Але не варто дивуватися і боятися одержаних цифр, оскільки це номінальна потужність.

Зазвичай котел набирає необхідне тепло, обігріває будинок, після чого знижує оберти, тільки підтримуючи необхідну температуру. Тому витрати не будуть відповідати підрахованій потужності.

Як правильно підключити агрегат

Якщо розглядати електричний нагрівальний котел з точки зору пожежної безпеки, то він відповідає всім нормам і вимогам. Загорітися такий агрегат просто не зможе. Єдине, що може призвести до його займання, це неправильно підібрана проводка в плані недостатнього розрізу самого дроту. Якщо розріз невеликий, то існує велика ймовірність нагріву і загоряння. Щоб правильно вибрати дріт, а точніше, його розріз, необхідно застосувати відоме всім електрикам правило — на один квадратний міліметр перетину має припадати вісім ампер струму.

Для прикладу, можна підрахувати розріз дроту для котла потужністю шість кіловат. Зробимо кілька математичних викладок, а саме — 6000/220/8, і отримаємо в підсумку 3,4 кв. мм. Усе просто.

Оптимальним рішенням у разі використання електричного котла є його підключення до системи «тепла підлога». Це пов’язано з тим, що серед усіх відомих джерел тепла електричні — найдорожчі. А «тепла підлога» не вимагає високих температур, тому в цьому випадку можна непогано заощадити. У таких ситуаціях найчастіше використовують настінні електричні агрегати. Вони не тільки компактні, але й є своєрідними міні-котельнями, у конструкції яких уже закладені циркуляційний насос і розширювальний бак, якщо такий необхідний.

На сьогодні електричний котел опалення з насосом в своїй категорії є економічно вигідним рішенням. Його ефективність обумовлена рівномірним розподілом теплоносія по опалювальних приладах. А це дозволяє не тільки рівномірно розподілити тепло по кімнатах, але й заощадити електроенергію, знижуючи температуру самого теплоносія.