Как выбрать электрический котел отопления?

Электрический котел – оптимальный вариант отопления для тех домов и дач, где нет возможности подключиться к газовой магистрали, нет желания или возможности постоянно обеспечивать себя дровами, а также заниматься регулярной загрузкой топлива и очисткой оборудования.

Теплоноситель для электродного котла

И снова здравствуйте! Многие из вас слышали про чудесные электродные котлы, которые очень сильно экономят электричество. Возникает законный вопрос: «Как и за счет чего это происходит?» Давайте попробуем разобраться где здесь правда, а где вымысел. Начнем с объяснения физических принципов работы электродного котла.

Принцип работы электродного котла

Физический принцип здесь простой — теплоноситель в системе отопления нагревается непосредственным пропусканием через него электрического тока. Фазы электрической сети подключаются к электродной группе, а ноль подключается к корпусу котла. А в обычном электрическом котле сеть подключается к ТЭНу. Чтоб стало понятней смотрите на следующую картинку:

Выделение тепла происходит из-за того, что теплоноситель обладает некоторым сопротивлением. Вообще, подбор теплоносителя для таких котлов задача сложная:

  • Дистиллированная вода не подходит, потому что не проводит электричество.
  • Вода с добавлением поваренной соли может вызывать ускоренную коррозию металлических частей системы и выпадение накипи на электродах.

В паспортах на такие отопительные аппараты, производители обычно пишут, что котел будет гарантированно работать только с их теплоносителем, в состав которого входят «особенные» ингибиторы коррозии или что-либо еще.

Меня мучают подозрения, что делается это для того, чтобы при случае отказаться от гарантийного обслуживания, если потребитель использовал какую-то другую жидкость. Производители рекомендуют применять для электродных котлов пропиленгликоль или этиленгликоль.

Если интересно, то можете прочитать мою статью про низкозамерзающие теплоносители. Теперь давайте коснемся еще одного вопроса.

Сравнение КПД электродного и обычного электрического котла

Производители нахваливают электродные котлы за их высокий КПД. Отсутствие потерь они объясняют тем, что электрический ток нагревает непосредственно теплоноситель. Но при этом почему-то ничего не говорится о потерях при использовании ТЭНов. Приведу рисунок, чтобы напомнить вам их устройство:

Внутри ТЭНа происходит последовательный нагрев нихромовой спирали, потом наполнителя из периклаза, а потом металлической трубки. Вся эта конструкция плотно прокатана и внутри нет никаких воздушных полостей, которые могли бы удерживать тепло. Поэтому практически вся энергия, выделяемая на нихромовой спирали уходит на нагрев воды. Точно так, как в электродном котле.

Есть еще одно утверждение производителей: «Электродный котел нагревает воду быстрее, чем ТЭНовый. Потому что нагрев воды происходит по всему объему котла». Это тоже спорный аргумент. Воды внутри котла умещается мало, а мощность для ее нагрева прикладывается большая. Безусловно, какое то преимущество во времени будет, но скорее всего оно для вас не будет играть роли. И никаких обещанных 30% процентов экономии не принесет.

Также очень важна температура теплоносителя в системе. Связано это с тем, что при повышении его температуры происходит падение его сопротивления. А это вызывает повышение потребляемой мощности:

По этой причине температура теплоносителя не должна превышать 50°. А что это будет означать для вас? Это еще одна засада! Например, теплоотдача алюминиевых радиаторов измеряется исходя из условия, что температура теплоносителя равна 90°, а температура воздуха в помещении 20°. При более низко температуре теплоносителя вам нужно будет увеличивать количество секций радиаторов.

Так, например делается в системе отопления под названием «Ленинградка», где наиболее удаленные от стояка или котла радиаторы должны быть с большим количеством секций. Чем больше секций, тем дороже система отопления выйдет по цене. Единственный вариант с такой температурой теплоносителя — водяные теплые полы.

Но нужно помнить, что для нашего холодного климата они не подойдут в качестве основной системы отопления.

Мораль всего, что сказано выше такова — никакого особенного преимущества по КПД у электродного котла по сравнению с обычным электрическим нет, а вот сложностей с эксплуатацией прибавляется. О других сложностях поговорим ниже.

Сложности в эксплуатации электродных котлов

Кроме того, что было перечислено раньше, есть еще «особенности» в эксплуатации у таких отопительных аппаратов:

  • Необходимость следить за состоянием теплоносителя. Свойства теплоносителя со временем меняются под действием электрического тока, а от этих самых свойств зависит потребляемая мощность.
  • Необходимость повсеместно заземлять все металлические части — трубы радиаторы итд. Системы заземления дорогое и сложное удовольствие
  • Более быстрый процесс коррозии металлов под действием электричества. Явления электрокоррозии разрушают не только черные, но нержавеющие сорта стали.
  • Высокая вероятность отказа в гарантийном обслуживании оборудования. Для того, чтобы не быть голословным приведу выдержки из паспорта на электродный котел:

В общем, многовато проблем для одного устройства.

Краткие итоги статьи

Схема 2: по характеристикам жилья

Электрокотел далеко не всегда точно соответствует потребности дома в тепловой энергии. Нередко его мощность подбирается с запасом. Приведу несколько примеров таких сценариев:

  • Двухконтурный прибор обеспечивает дом горячей водой;
Читайте также:  (+83 фото) Интерьер беседки на даче 83 фото

Мощность двухконтурного котла избыточна, поскольку он должен обеспечивать дом горячей водой. В том числе в отопительный сезон.

  • Планируется пристройка к дому дополнительных комнат с подключением отопительных приборов в них к существующему контуру;
  • Для региона характерны редкие, но сильные заморозки, и система отопления проектируется именно в расчете на них.

Если мощность котла заведомо избыточна, ориентироваться придется не на нее, а на фактический расход тепла домом. Точнее всего его можно рассчитать по формуле Q=V*Dt*k/860.

Предлагаем ознакомиться Почему не греют батареи в частном доме

Переменные в этой формуле слева направо:

  • Энергопотребление (кВт);
  • Объем помещения, которое нужно обогревать. Он указывается в единицах СИ — кубометрах;

Объем комнаты равен произведению трех ее размеров.

  • Разность внутренней температуры с уличной;
  • Коэффициент утепления.
Схема 2: по характеристикам жилья

Откуда брать два последних параметра?

Дельту температур берут равной разности санитарной нормы для помещения и самых холодных пяти дней зимы.

Описание Норма температуры, С
Комната в центре дома, нижняя зимняя температура выше -31С 18
Комната в центре дома, нижняя зимняя температура ниже -31С 20
Угловая или торцевая комната, нижняя зимняя температура выше -31С 20
Угловая или торцевая комната, нижняя зимняя температура ниже -31С 22

Санитарные нормы температуры для нежилых комнат и помещений общего пользования.

Город Значение, С
Хабаровск -29
Сургут -43
Смоленск -25
Санкт-Петербург -24
Саратов -25
Петрозаводск -28
Пермь -25
Орел -25
Омск -37
Новосибирск -37
Мурманск -30
Москва -25
Магадан -29
Кемерово -39
Казань -31
Иркутск -33
Екатеринбург -32
Волгоград -22
Владивосток -23
Владимир -28
Верхоянск -58
Брянск -24
Барнаул -36
Астрахань -21
Архангельск -33

Распределение зимних температур по территории России.

Коэффициент утепления можно подобрать из следующего ряда значений:

  • Дом с утепленным фасадом и тройными стеклами — 0,6-0,9;
  • Стены в два кирпича без утепления и двойной стеклопакет — 1-1,9;
  • Стены в кирпич и окна, остекленные в одну нитку — 2 — 2,9.

Пример

Размер дома: 6х8х3 метра.

Климатическая зона: Севастополь, полуостров Крым (температура самой холодной пятидневки — -11С).

Утепление: одиночные стекла, обладающие высокой теплопроводностью стены из бутового камня толщиной в полметра.

Бутовый дом с одинарным остеклением зимой требует интенсивного обогрева.

Технику дальнейших вычислений мы тоже проходили:

  • В сутки котел будет потреблять в среднем 5,5*24=132 кВт ч;
  • В месяц он израсходует 132*30=3960 киловатт-часов электроэнергии.

Переход на двухтарифный счетчик позволит несколько сократить расходы на отопление.

Если известна средняя мощность котла, не проблема вычислить, сколько потребляет прибор в месяц и за всю зиму.

Пример

Схема 2: по характеристикам жилья

Давайте в качестве примера выясним, сколько нужно энергии для котла с паспортной мощностью 12 киловатт:

  • Его средняя мощность равна 12/2=6 кВт;
  • Потребление в сутки — 6*24=96 киловатт-часов;
  • В месяц отопление будет расходовать 96*30=2880 кВт ч;
  • Расход электроэнергии за зиму при продолжительности отопительного сезона 180 дней (с 15 октября по 15 апреля) составит 180*96=17280 кВт ч.

Продолжительность отопительного сезона в вашем регионе можно найти на этой карте. Отопление включается при падении температуры воздуха ниже 8 и выключается при нагреве выше 8.

А теперь давайте выполним еще один расчет — выясним, в какую сумму обойдется отопление. Я использую данные для одноставочного тарифа в Севастополе по состоянию на январь 2020 года:

  1. При потреблении до 150 кВт ч в месяц действует социальный тариф в 2,42 рубля;
  2. В диапазоне 150 — 600 киловатт-часов в месяц цена увеличивается до 2,96 рублей;
  3. Электроэнергия сверх 600 кВт ч в месяц стоит копеек.

Актуальные тарифы на электроэнергию. Севастополь, первая половина 2020 года.

Из ежемесячных 2880 кВт ч 150 будут приходиться на льготный тариф и обойдутся в 150*2,42=363 рубля. Следующие 450 кВт ч оплачиваются по 2,96: 450*2,96=1332. Остаток — 2880-600=2280 кВт ч по 5,40 р., или 12312 рублей.

Итого 12312 1332 363=14007 рублей.

При использовании однотарифного счетчика электроотопление влетит в копейку.

Переход на магистральный газ многократно уменьшит ваши затраты на обогрев дома.

Как выбрать электрический котел для частного дома

Если с принципом работы более-менее понятно, то для успешной покупки необходимо знать еще множество нюансов. В первую очередь это касается мощности котла. Для этого производители дают конкретные подсказки, включающие в себя указания отапливаемой квадратуры помещений. Чтобы эффективность была больше, этот критерий должен быть «с запасом».

Приобретение экономичного электрокотла отопления для дома должно также включать и ориентир на климатический регион, ведь комфортная температура в доме напрямую зависит от ситуации вне его стен. Возможные теплопотери можно исправить наружным утеплением, а также установкой хорошего циркуляционного насоса.

Как провести расчет мощности котла? Для этого существуют специальные формулы, но можно взять готовые расчеты. Главное значение, выведенное опытным путем: на обогрев 1 м² жилой площади необходимо потратить 40 Вт электроэнергии. Процент теплопотерь обычно используют в значении 1,5. Последний необходимый показатель учитывает регион проживания. Для южных областей используется коэффициент от 0,7 до 1,0. Средний регион характеризуется значением 1,5. Северней расположены климатические пояса с коэффициентами от 1,5 до 2,0.

[CP_CALCULATED_FIELDS id=»6″]

Электрокотлы для отопления частного дома должны учитывать все эти критерии. Кроме того, необходимо просчитать аварийную ситуацию в случае быстрой замены деталей. В зимний период речь может идти о часах, в течение которых необходимо исправить поломку. КПД заявленный производителем не может быть более 100%, ведь закон сохранения энергии в этом случае работает как нельзя более наглядно. Оптимальные показатели, если электрический котел будет отдавать 95-98%, остаток от которого уходит с неизбежными потерями энергии.

Читайте также:  Изразцы для камина: покупаем, сортируем, подгоняем и крепим

Все что нужно знать об «экономичных» электрокотлах рассказано в этом видео:

Монтаж внешней электропроводки

Любые технические работы, связанные со строительством, производятся в соответствии с разработанным проектом, которым занимаются специалисты. Для подключения к электросети необходимо подать заявку в энергоснабжающую службу, которая обслуживает район застройки. В документе нужно указать оптимальную мощность и напряжение, необходимую пользователю.

Цифры можно рассчитать на основе суммарной мощности предполагаемого употребления энергии всех электроприборов. На основе этих данных, соответствующие органы выдают разрешение согласно техническим данным, в которых описаны показатели допустимой мощности, напряжения, сечения проводов, правила заземления, а также защитной, фиксирующей аппаратуре.

Монтаж внешней электропроводки

Для подсоединения дома к электросети на 15 квт требуется напряжение 230-400 В, а на счетчике должны стоять соответствующие автоматы.

Конструктивные особенности

Отличительной чертой всех котлов отопления является нагревательный элемент. В зависимости от его вида агрегаты классифицируются следующим образом:

  • электродные;
  • с использованием ТЭНов;
  • индукционные.

Различают также отопительное оборудование по типу конструкции теплообменника. Эта конструкция может представлять собой встроенный бойлер либо проточную систему. Рассмотрим каждую категорию котлов в отдельности.

Электродное отопительное оборудование

Нагрев осуществляется за счет пропускания через жидкость электрического тока. Использоваться электроды могут, только если теплоносителем является вода. Ее разогрев происходит за счет собственного сопротивления, которое возникает при испускании электродом заряда.

Оборудование на основе этого нагревательного элемента, является самым безопасным для дома, потому что при утечке воды, оно отключается. Таким же образом реагирует устройство при коротком замыкании или повышении температуры выше нормы.

Основное требование по эксплуатации – постоянная циркуляция воды. В противном случае котел перегревается и останавливает работу.

Аппараты с ТЭНами

Принцип работы заключается в нагреве проточной воды с помощью специальных элементов – ТЭНов. Преимущества этого вида:

  • высокая степень надежности;
  • компактные габаритные размеры;
  • автоматизированный процесс управления;
  • естественная циркуляция.

Такие особенности конструкции позволяют установить агрегат на стену, а автоматизированная система — поддерживать необходимую температуру в доме. Путем отключения и включения необходимого числа нагревательных элементов можно регулировать и потребление электроэнергии.

Недостатком этой разновидности двухконтурных аппаратов является образование накипи. Она увеличивает потребляемую мощность за счет снижения теплоотдачи. Но плюсы перекрывают недостатки и делают такие агрегаты самыми популярными. Они просты в эксплуатации и имеют невысокую стоимость.

Индукционное оборудование

Нагревание осуществляет катушка индуктивности из ферромагнитных сплавов. Она располагается в отдельном отсеке и не соприкасается с теплоносителем. Циркулирующая по периметру вода подвергается индукционному нагреву.

По сравнению с рассмотренными выше вариантами, такой вид отопительного оборудования имеет более высокую стоимость, а также отличается большими габаритами. Эти показатели являются основными недостатками, но есть и существенные плюсы:

  • исключены протечки и поломки;
  • минимальное образование накипи;
  • безопасность эксплуатации.

Котлы со встроенным бойлером

Их установка актуальна, когда в доме возникает необходимость в постоянном доступе к горячей воде. Они обладают следующими особенностями:

  1. при отсутствии электрического питания в наличии всегда остается запас горячей воды;
  2. нет необходимости в регулярной чистке бойлера;
  3. объем горячей воды до 60 литров.

Недостатками двухконтурных котлов со встроенным бойлером являются большие размеры и масса, а также приличное потребление электроэнергии.

Проточная система

Установка целесообразна в тех случаях, когда суточный расход воды не превышает 10-15 литров. Максимальная температура в такой системе не превышает 30С°, а температура воды в ней зависит от скорости протекания ее через теплообменник.

Отдавая предпочтение двухконтурной конструкции, можно остановить свой выбор на любом виде. Но немаловажную роль играют показатели, от которых будет зависеть стоимость отопления после .

Переход на тариф «копейки»

Для перехода на тариф в 3,35 копеек нужно сдать дом в эксплуатацию в БТИ. Необходимое заявление я писал параллельно с заявлением на проверку электрики в энергонадзоре. БТИ бумаги делали чуть дольше. Когда получил все документы на руки, сразу же побежал на прописку, а затем — в Энергосбыт. Показал, что дом зарегистрирован и что я уже прописан в нем. И вот он — долгожданный льготный тариф на отопление!

Заявление на техусловия я написал в конце января или начале февраля 2019 года. 1 ноября я получил льготный тариф. Грубо говоря, процесс шел 9 месяцев. Но думаю, что при желании можно и за 2 месяца управиться — я не спешил, так как до зимы было далеко. Расходы составили примерно 1500 рублей — это без учета нашей с отцом работы.

Правила установки

Установить современный электрокотел гораздо проще, чем газовый или твердотопливный, но и тут есть свои нюансы.

  • Оборудование можно установить в коридоре, прихожей или на кухне, но к нему все равно придется тянуть проводку, заземление, трубопровод и т.д. – учитывайте эту необходимость, а также последующее наличие в комнате этих коммуникаций.
  • Запрещено монтировать электрокотел в санузле или ванной комнате.
  • Поверхность для монтажа может быть и деревянной, но само место монтажа должно быть изолировано слоем негорючего материала (используйте ксилолитовый лист или базальтовый картон).
  • Заранее уточните требования к пространству вокруг выбранного вами котла. Оно понадобится для обслуживания и ремонта техники. Как правило, необходимо от 0,7 м сверху котла и перед ним, от 3 см между конструкцией и стеной, а также не менее 0,5 м по бокам и снизу.
Читайте также:  Как правильно топить печь дровами, чтобы было тепло?

Управление «умным» котлом

В ходе эксплуатации пользователи сталкиваются с тепловыми потерями. Их уровень меняется в зависимости от времени года, суток, скорости ветра, влажности, утепления дома. С ростом теплопотерь возникает потребность в повышенной теплоотдаче отопительного оборудования. В то же время иногда отсутствует необходимость в 100%-ном задействовании системы отопления. Управлять работой отопителей можно вручную, а можно при помощи автоматики.

Управляющий контроллер получает информацию с датчиков комнатной температуры, температуры теплых полов и т. д. Он корректирует интенсивность потребляемой энергии в зависимости от потребности абонента в тепловой энергии. Однако обычные котлы не очень оперативно реагируют на изменение условий окружающей среды. Скорость реакции зависит от степени инерционности системы. Большинство обычных котлов настроены на изменение температуры в «обратке». Если температура воды там понижается, поступает сигнал на повышение температуры в нагревателе. Если вода в обратке горячая, нагреватель понижает температуру.

Как правило, электрокотлы используют принудительную циркуляцию для перекачивания теплоносителя. Воду перекачивает насос, подключенный к блоку управления автоматикой. Самое простое решение для «умного» котла представлено термостатом. Потребитель выставляет желаемую температуру и система самостоятельно регулирует все процессы, необходимые для поддержания заданной температуры. Иногда предусмотрен таймер, который прогревает дом к приходу обитателей.

При достижении заданной температуры котёл отключается. Однако в отличие от обычных систем, можно вывести один или несколько датчиков наружу. Тогда умное устройство срабатывает на опережение — при понижении температуры окружающей среды, котел активируется и прогревает помещение ещё до того, как оно остынет. Таким образом, устройство работает очень гибко и адаптируется под условия окружающей среды.

Управлять котлом можно следующими способами:

1. Модуль управления (например, Vitotronic для газовых или Logamatic для твердотопливных котлов Viessmann). Функционал подобных систем представлен режимами: «холод» (нагрев теплоносителя и ГВС), «тепло» (применение только подогрева воды), «дежурный» (контролирует температуру, предотвращая замерзание системы). Модуль управления считывает информацию с датчиков и регулируется термостатом.

2. Программируемый термостат (Ecobee, Tado, Honeywell). Этот вариант подходит для тех обитателей, которые бывают дома периодически и хотят сэкономить. Термостат настраивают на определенные часы и интенсивность работы. При отсутствии жильцов система отопления будет работать в минимальном режиме, а ночью — выключаться везде, кроме спален. К термостату иногда прилагаются датчики движения. Они активируют отопление как только в дом кто-то входит. При этом выбирается режим «интенсив». Таким девайсом можно управлять по Wi-Fi.

3. GSM-управление. Этот тип управления больше подходит для координации действий нескольких устройств, включая ИК-обогреватели, конвекторы и иные распределённые отопительные установки. Такие системы лучше подходят для теплиц, гаражей, небольших производственных помещений и пр. Для поддержания температуры используют GSM-термометры, обмен данными с которыми осуществляется после отправки SMS. В случае аварийной ситуации установки отправляют тревожное сообщение. Продвинутые версии GSM-контроллеров также сообщают об уровне теплоносителя, давлении в системе, расходе энергии.

Котел на паллетах

Давайте рассмотрим расходы на отопление дома с котельной с котлом на паллетах. Теплотворная способность 1кг паллет составляет 4,8 кВт/ч.

КПД паллетного котла – 0,87, то есть, порядка 87%. Стоимость 1 кг светлых паллет для Москвы составляет примерно 7,80 рублей.

Высчитываем, соответственно, стоимость 1кВт/ч тепла от паллетного котла – 1,87 рублей.

Твердотопливный котел на березовых дровах

Затем давайте разберем твердотопливный котел на березовых дровах. Теплотворная способность 1 кг дров составляет 4,2кВт/ч.

КПД твердотопливного котла – 0,7. Этот показатель 70% — самый низкий из всех возможных источников тепла, которые рассматриваются в статье.

Стоимость 1 кг дров составляет примерно 3,33 рублей. Получаем, что стоимость 1кВт/ч тепла от твердотопливного котла равна 1,13 рублей.

Расходы электричества за месяц

Исходя из данных, что приведены выше, можно предварительно рассчитать, сколько энергии потребляет электрический котел. Также легко получить и фактические значения. При этом учтите, что у данных устройств КПД максимальное. Особенно если провести сравнение с другими котлами.

Определим для помещения, у которого высота потолков не более три метра, сколько киловатт потребляет электрический котел. При этом примерно возьмем один киловатт на десять квадратов. Также стоит использовать и поправочный коэффициент. Его значение зависит от месторасположения дома. А точнее – его географической зоны.

Важно определить, является ли котел основным источником тепла. Если это так, то продолжительность его использования составляет семь месяцев. Он может меняться в зависимости от того, какой регион, какие климатические условия в нем преобладают.

При стандартном расчете стоит прибавить запас. Он составляет десять процентов. Также стоит учесть особенности загородных домов. В них напряжение непостоянное. При повышенном использовании оно снижается. Особенно это характерно для зимнего времени года.

При таких условиях котел с небольшой мощностью может быть неэффективен. Его работа будет некачественна. В итоге желаемого результата не будет. Но и слишком мощный котел – не самый лучший вариант. Так как он потребует больших финансовых затрат, что тоже не очень выгодно.