Электрические котлы отопления (электрокотлы)

Электрические котлы отопления (электрокотлы) – генераторы тепловой энергии, которые преобразуют электрическую энергию в тепловую энергию теплоносителя (обычно воды) в современных системах отопления частного дома.

Электрические котлы отопления: преимущества и недостатки

Главное преимущество электрических котлов отопления перед другими видами отопительных котлов является их экологическая безопасность. К тому же, практически бесшумная их работа, позволяет размещать их внутри дома, а их конструкции, оснащенные блоками управления, могут работать в автоматическом режиме.  Электрокотлы не требуют устройства дымохода. Простота их установки и эксплуатации и позволяет значительно на этом сэкономить.

Но электрические котлы отопления котлы имеют один но весомый недостаток. большое потребление электроэнергии, которое не может компенсировать даже их высокий до 98%), а значит и большая стоимость такого вида отопления. Поэтому их используют в тех случаях, когда нет возможности подвести газ или как дополнительное (резервное) отопление частного дома.

Виды электрических котлов

Электрические котлы отопления могут быть однофазным (220 В) или трехфазным (380 В). На рынке такого оборудования в наше время существует широкий выбор электрокотлов зарубежных и отечественных производителей. Хотя по своим основным характеристикам более дешевые отечественные мало чем уступают зарубежным, разве что по надежности и качеству изготовления. Диапазон мощности электрокотлов довольно широкий, для того чтобы подобрать подходящий для отопления частного дома любых размеров. Современные виды таких котлов позволяют с помощью автоматизированных систем управления регулировать температуру воздуха в помещении с точностью до 0,5 о С. Кроме этого, с помощью ручного режима ступенчатой регулировки можно контролировать и изменять параметры работы самого котла.

В настоящее время наиболее распространены три вида электрических котлов отопления:

  • ТЭНовые электрокотлы - с нагревателями электрического типа;
  • электродные электрокотлы;
  • индукционные.

Каждый из этих видов электрических котлов имеет свои недостатки и преимущества.

Электрокотлы с трубчатыми электрическими нагревателями (ТЭН-овые)

Элеткрические котлы отопления ТЭНового типа в качестве нагревательного элемента используют трубчатые электронагреватели - ТЭНы, которые монтируются в ёмкости,  выполняющей функцию теплообменника.


Кроме этого, современные ТЭНовые электрокотлы имеют специальный блок автоматики, который осуществляет управление работой котла и регулирует процесса нагрева теплоносителя и поддержание его заданной температуры.

Котлы отопления такого типа могут быть как однофазными так и трёхфазными. Кроме этого, они отличаются по мощности. Электрокотлы могут быть мощностью от 4 до 60 кВт.

Электрокотлы относительно небольшой мощности (до 12 кВт) изготавливаются однофазными (220 В) или трехфазными (380 В). Электрические котлы мощностью более 9 кВт, как правило, только трехфазные.

Электрические котлы отопления разной мощности, в зависимости от модели, могут выпускаться с двух- или трёхступенчатой её регулировкой. Применение такой регулировки позволяет более рационально использовать электроэнергию и подбирать наиболее оптимальную мощность электрокотла в периоды, когда на улице ещё достаточно тепло - весной и осенью.

Кроме этого, они могут быть как одноконтурными, предназначенными только для отопления, так и двухконтурными. позволяющими кроме отопления обеспечивать дом горячей водой.

Во многих моделях таких котлов бывают встроены расширительный бак и циркуляционный насос.

ТЭНовые электрокотлы обычно крепятся на стену, хотя есть и напольные конструкции.  Работают такие котлы практически бесшумно, они достаточно компактны, просты при установке и эксплуатации.

Электродные (электролизные, ионные)

Электродные электрические котлы отопления (электродные электрокотлы) могут носить самые разные названия: ионные, электролизные, ионообменные, но во всех случаях речь идет об одном и том же приборе. Их называют так из-за принципа преобразования в них электрической энергии в тепловую.

Электродные электрические котлы отопления используют свойство воды проводить электрический ток и нагреваться, если погрузить в неё два электрода и подсоединить к ним переменное напряжение.

Такой же принцип нагрева применен в проточных нагревателях воды. Электродные электрокотлы бывают одно и трехфазного исполнения мощностью от 3 до 16 кВт.

Электродный электрокотел работает таким образом, что с помощью электродов через теплоноситель пропускается электрический ток, под действием которого теплоноситель очень быстро нагревается и подается в отопительную систему.

Теплоноситель в таком электрокотле является составной частью электрической цепи, поэтому он должен соответствовать определенным требованиям:

  • должен обладать определенным сопротивлением для получения необходимого количества тепла, а для этого необходимо регулировать его электрохимические свойства ;
  • должен быть чистым, т. к. наличие механических частиц может привести к выходу котла из строя.

Таким образом, нагревание теплоносителя в таких котлах происходит без участия ТЭНа, что дает возможность увеличить коэффициент полезного действия котла до 98%.

Преимущества :

  • простая конструкция;относительно низкая стоимость;
  • компактные размеры - в сравнении с ТЭНовыми котлами;
  • отсутствие воды в системе не приводит к выходу включенного котла из строя;
  • отложение накипи на электродах котла хоть и снижает его мощность, но не приводит к их разрушению;
  • более высокий КПД (меньшие тепловые потери);
  • электродные электрокотлы обладают меньшей инертностью, что позволяет им быстрее нагревать систему отопления до заданной температуры и более эффективно применять автоматическое регулирование;
  • такие котлы малочувствительны к перепадам напряжения в сети, при этом происходит изменение мощности котла, но его работа продолжается.

Недостатки :

  • более высокая, по сравнению с ТЭНовым электрокотлами, возможность поражения электрическим током;
  • необходимость очень надёжного заземления, т.к. в случае с такими котлами нет возможности применения устройств защитного  отключения из-за больших токов утечки;
  • необходимость тщательной подготовки теплоносителя, чтобы обеспечить требуемую его электропроводность;
  • высокая стоимость специальных незамерзающих теплоносителей и невозможность применения обычных незамерзающих жидкостей;
  • переменное напряжение снижает явление электролиза, происходит износ (растворение) электродов, с временем изменяется химический состав теплоносителя, а значит и его электропроводность; кроме этого, в процессе работы такого котла выделяются электролизные газы, которые, в зависимости от состава теплоносителя, могут быть даже ядовитыми;
  • мощность электродного электрокотла зависит от температуры теплоносителя в системе отопления - повышение его температуры приводит к увеличению его электропроводности и потребляемой мощности;
  • для осуществления ступенчатого или плавного регулирования мощности котла значительно усложняется его конструкция;
  • такой электрокотёл не может использоваться для горячего водоснабжения в одноконтурной схеме;
  • необходимость постоянного контроля за потребляемым током.

Индукционные электрокотлы

Это один из новых видов электрических котлов, который для нагрева воды использует индукционный ток. Конструкционно индукционный электрический котел представляет собой металлический сердечник в виде лабиринта труб, на который надета обмотка-индуктор. Создаваемое индуктором электромагнитное поле очень быстро нагревает сердечник, а тот передает тепло воде или другому теплоносителю, который прокачивается через него циркуляционным насосом. При этом микровибрация внутри такого котла защищает стенки лабиринта от накипи. Поэтому для такого котла не имеет особого значения качество и вид теплоносителя. Он может быть любым: от обычной воды до антифриза или масла. КПД таких котлов достигает 99 %. а потребление электроэнергии уменьшается на 20-30%.

Преимущества :

  • -нет необходимости замены нагревательных элементов, как в ТЭНовых котлах;
  • -практически не образовывается накипь и поэтому не снижается эффективность теплоотдачи;
  • -могут работать с любым видом теплоносителя;
  • -высокий КПД и экономичность;
  • -быстрый нагрев теплоносителя (5-7 минут);
  • -пожаро- и электробезопасны;
  • -нет необходимости замены комплектующих во время эксплуатации;
  • -большой срок службы (30 лет и более).

Недостатки:

  • -относительно большая масса (30-40 кг);
  • -возможно использование только в закрытых системах с принудительной циркуляцией теплоносителя;
  • -более высокая цена.

Электрический котел отопления своими руками

Простой ТЭН-овый электрический котел можно изготовить и своими руками из отрезков труб. Для такого электрокотла потребуется отрезок трубы диаметра 100-150 мм для корпуса и два отрезка трубы диаметра 32-50 мм для входа и выхода воды, а также листовое железо толщиной 3-5 мм для фланцев.

Диаметр и длинна трубы для корпуса зависит от размеров ТЭНа, который будет применяться, а также от их количества, так как такой электрокотел можно изготовить с одним или несколькими ТЭНами. Для электрического котла с одним ТЭНом обычно достаточно трубы диаметром около 100 мм, а для двух или трех - 130-150 мм. Длинна отрезка трубы для корпуса должна быть больше рабочей длинны ТЭНа на 30-50 мм и обычно составляет 400 - 600 мм.

Конструктивно корпус такого электрического котла состоит из отрезка трубы, верхнего и нижнего фланцев, подводной ("обратки") и подающей трубы, а также нагревательного элемента - ТЭНа.

Верхний фланец неразъёмный, приваривается к корпусу. В нем вырезается отверстие и приваривается отрезок трубы, осуществляющей подачу нагретой воды в систему отопления. Диаметр такой трубы может быть различным (32-50 мм),  в зависимости от диаметра труб отопительной системы.

Нижний фланец изготавливается разъёмным, с отверстиями для трёх болтов крепления и самого ТЭНа (или ТЭНов). Герметизация стыка в нижнем фланце осуществляется с помощью резиновой прокладки, которую можно вырезать самому из автомобильной камеры или др.

Такой котел может быть изготовлен как с одним ТЭНом, так и двумя или тремя, в зависимости от требуемой мощности или необходимости её ступенчатого регулирования, путем отключения или включения ТЭНов.

Рис. 1 Конструкция самодельного ТЭНового электрокотла: 1- корпус (труба); 2 - ТЭН; 3 - труба для нагретой воды; 4 - входная труба (обратка); 5 - отверстия под ТЭН; 6 - отверстия под крепежные болты; 7 - болты для соединения нижнего фланца; 8(8') - нижняя крышка фланца (8'- для трех ТЭНов); 9 - крепления ТЭНа; 10 - резиновая прокладка; 11- гайки болтов крепления нижнего фланца.

Такой электрический котел необходимо подключить к сети через отдельный автомат, а также заземлить. Для этого можно к корпусу приварить болт, к которому и подсоединить заземление. В электрокотле с несколькими ТЭНами каждый из них необходимо подключать через отдельный автомат. Если в доме есть трехфазный ввод, то желательно ТЭНы подключать к разным фазам.

В систему отопления такой электрокотел, в зависимости от вида и диаметра труб в системе, можно вмонтировать с помощью сварки, резьбовых соединений или с помощью коротких резиновых рукавов соответствующего диаметра и хомутов.

Видео по теме

Ниже Вы можете просмотреть видеоролик о монтаже и запуске электродного электрокотла.

По материалам сайта: http://www.postroj-dom.ru