Общие принципы установки электрокотла

Критерии выбора электрокотла

Заслуживают внимания следующие аспекты:

• мощность;
• комплектация;
• тип нагревателя.

Производительность котла подбирают по теплопотерям дома при самой низкой температуре на улице. Расчет заказывают проектной организации либо выполняют самостоятельно в упрощенной форме. Показатель зависит от высоты потолка:

1. Менее 3 м. Умножают площадь на 0,1 кВт. Например, потери в доме, метраж которого 150 кв. м, составляют 150 × 0,1 = 15 (кВт).
2. Более 3 м. Определяют по объему: по 40 Вт на каждый кубический метр. Например, для одноэтажного строения с размерами в плане 6 × 9 м и потолком в 4 м теплопотери составляют: 6 × 9 × 4 × 40 = 8640 Вт.

К полученной величине добавляют запас, с учетом функций котла:

• работает только на отопление: 20%;
• одновременно греет воду для хозяйственных нужд: 50%.

Для приведенных примеров потребуются отопительные приборы мощностью 15 × 1,2 = 18 кВт и 8640 × 1,2 = 10,4 (кВт).

По комплектности устройства делятся на 2 вида:

• с полным набором;
• без группы безопасности, насоса и расширительного бачка.

Первый вариант прост в монтаже: необходимо только подсоединить отопительный контур. Для устройств второго типа перед установкой потребуется подобрать и докупить самостоятельно недостающие компоненты.

Наиболее практичный тип нагревателя – ТЭНы. Преимущества таких котлов:

• доступная стоимость в покупке и ремонте;
• возможность работы в низкотемпературном режиме благодаря наличию нескольких ступеней мощности;
• плавный пуск, исключающий просадку напряжения в сети (по той же причине).

Ионные отопительные аппараты компактнее, дешевле и надежнее (нечему ломаться). Но у них есть существенные недостатки:

• меняется химический состав примесей в теплоносителе, что требует его замены каждые 1,5 месяца;
• в контуре образуются газовые пробки;
• мощность не регулируется;
• при включении наблюдаются броски напряжения;
• периодически требуется замена электродов (растворяются).

У индукционных котлов 2 преимущества:

• большая площадь поверхностей нагрева;
• неприхотливость к теплоносителю: подходит любой антифриз или вода из-под крана (накипь не образуется из-за микровибраций).

Ремонт тоже требует больших затрат: неразборный водогрейный узел при обрыве фазы или межвитковом замыкании в катушке необходимо менять полностью. При этом пока нет данных о надежности и долговечности таких котлов, поскольку они не получили широкого распространения и эксплуатируются не так давно.

Типы котлов, их плюсы и минусы

Есть различные устройства для нагрева теплоносителя. Они отличаются видом топлива на котором работают: дизельные, твёрдотопливные, газовые, электрические.

Помимо этого, котлы различаются способом монтажа — вешаются на стену или устанавливаются  на полу.

Дизельные

Для работы данных систем используется дизельное топливо. Они эффективны, имеют высокую производительность при минимальном потреблении солярки. Их несложно подключать и обслуживать.

На твердом топливе

В качестве топлива для таких котлов используются дрова или пеллеты. По принципу работы они схожи с обыкновенной печкой, но здесь сгорание дров происходит под воздействием высокой температуры — 250 градусов, и отсутствует доступ воздуха.

Жидкость нагревается горячим дымом, который выделяется в процессе сжигания топлива.

В квартирах они устанавливаются редко, основное их применение — производство или частные дома. Плюс вида — невысокая цена и простота использования.

Газовые

По названию ясно, что эти аппараты работают на газе. Их корпус обычно стальной или чугунный, от него на прямую зависит — сколько прослужит агрегат, и особенности его установки.

Котлы из стали легче, чем из чугуна, они компактны, не сложны в ремонте, но срок службы их небольшой. Чугунные служат дольше, они надёжны, экономичны, работают на любом газе — магистральном или сжиженном, но цена их выше.

Следует сказать, что для системы отопления «тёплый водяной пол» они не подходят, так как способны поддерживать температуры воды в приделах +80 гр. Для гидрополов теплоноситель должен прогреваться всего до 45 градусов,  тем самым падает КПД агрегата.

Но если дополнить конструкцию смесительным узлом, то котёл можно будет применять в гидрополах.

Электрические

Электрические котлы работают от электрической энергии. Для напольного отопления — это лучший вариант, так как они способны нагревать жидкость до уровня, который необходим для безаварийного и экономичного режима работы тёплого пола, и просты в подключении. Плюс, не теряют своей работоспособности при длительном отключении (более полгода).

Виды электрокотлов:

1. Тэновые — самый простой, проверенный в работе вариант, поэтому они чаще монтируются в водяных системах. Имеют трубчатый нагреватель — он надёжный, его КПД достигает 98%. Мощность приборов от 2 до 60 кВт, функционируют от одно или от трёхфазной сети. Выпускаются тэновые аппараты одно и двухконтурные:

• Одноконтурные — эти мини-котлы греют только теплоноситель, для их более полного применения требуется ещё бойлер и теплообменник.
• Двухконтурные — устройства не только подогревают воду, но используются так же с целью отопления, в них уже вмонтирован бойлер и теплообменник, но стоимость их выше.

2. Электродные — подходят для гидрополов. Они компактны, долговечны, с большим КПД, имеют доступную цену. Их особенность — как теплоноситель применяется только антифриз.

Принцип работы у них другой — путём сопротивления положительных и отрицательных электродов, происходит быстрое нагревание теплоносителя.

3. Индукционные — технологически усовершенствованные электро котлы для тёплого водяного пола. Они разработаны так, что потребляют минимум энергоресурсов, при повышенном КПД и длительном сроке службы (30 лет). Могут обеспечить одновременную работу водяных полов и отопления радиаторного типа.

Данные устройства автоматизированные, надёжные, работают бесшумно и с любым теплоносителем. Им не нужен дымоход и отдельная комната для размещения.

Выход на рабочий режим осуществляется быстро. Но стоимость их  выше, чем у других электрических видов.

Мощность электрических котлов отопления

Относительным преимуществом электрического котла отопления это широкий диапазон мощности различных котлов и ступенчатый регулятор мощности каждого котла в отдельности.

Можно выделить два диапазона мощности электрических котлов.

1. Диапазон от 4 до 18 киловатт;
2. От 22 до 60 киловатт.

Указанные диапазоны котлов предполагает:

• Для котлов 4-8 киловатт две ступени переключения;
• Котлов 8-18 киловатт три ступени переключения;
• Для котлов 22- 60 киловатт четыре или три ступени переключения.

Ступенчатое переключение мощности позволяет быстро  интегрировать мощность с температурой «за бортом», это экономит расход электричества и удешевляет отопление. Также, на забываем, что электрический котел не требует эксплуатационных затрат (закупка и привоз топлива, подготовку специального помещения) и практически не требует затрат по обслуживанию. Форму использования очень проста: правильно подключил и пользуйся.

Способы определения мощности электрокотла

Производить расчеты можно по-разному. Нужно просчитать все мелочи, используя при этом разные методы. Так можно гарантировать точность и безошибочность вычислений. Главная задача, с которой должно справляться оборудование, это обогрев всего помещения, а не только отдельных комнат.

В основном пользуются двумя методами стандартных расчетов:

• по объему комнат и помещений;
• по площади жилых комнат и домов, которые подключены к основному источнику отопления.

Также нужно удостовериться не только в мощности самого котла. Может не выдержать электрическая проводка при слишком огромной мощности и выйти из строя

По этой причине очень важно просчитать все параметры несколькими способами

Расчет мощности котла по площади дома

Данный способ является базовым и применяется довольно часто. За основу берут помещение площадью 10 кв.м. Но коэффициент не учитывает очень много важных параметров. Например, в расчет не берется теплопроводность стен комнат. Чтобы обогреть 10 кв.м. необходимо потратить 1 кВт мощности. Исходя из этого и производятся расчеты.

Учитывается еще и коэффициент тепловых потерь, который приравнивается к значению 0,7. Например, площадь помещения 170 кв.м. Без учета коэффициента число 170 нужно разделить на 10, получится 17 кВт. Это значение умножаем на 0,7, результатом и будет требуемая мощность – 11,9 кВт.

Не подходит для расчета в следующих комнатах и помещениях:

• если потолок выше, чем 2,7 метра;
• в случае, когда есть пластиковые или деревянные окна с двойным стеклопакетом;
• отсутствие теплоизоляции или наличие чердака без отопления;
• наличие дополнительной теплоизоляции толщиной более 1,5 см.

Расчет мощности котла по объему комнаты

В данных вычислениях ключевую роль играет объем комнаты. Для этого способа применяют следующую формулу:

(V * K * T) / S

V – показатель объема дома;

K – коэффициент поправок;

T – разница температур внутри и снаружи помещения;

S — площадь помещения.

Такой показатель, как коэффициент, для каждого здания индивидуален. Все зависит от предназначения комнат, метража и материалов, из которых сделано здание. Распределяется величина по следующим категориям:

Коэффициент	Назначение
0,6-0,9	Кирпичные строения с хорошей изоляцией. Могут быть установлены двухкамерные окна, используется теплоизолирующая крыша.
1-1,9	Здания из двойной кладки кирпича, со встроенными деревянными окнами и стандартной крышей
2-2,9	Помещения со слабой теплоизоляцией, которые пропускают тепло
3-4	Дома из дерева или металлических листов и панелей с незначительным слоем теплоизоляции

При расчетах получаются значения немного больше, чем стандартные. Это поможет избежать последствий: в случае сильных морозов тепла хватит, чтобы прогреть все помещение. Данная формула не берет в расчет необходимую мощность для напора воды в краны или для дополнительного источника отопления.

Санитарные нормы берут за стандартный показатель 41 кВт на 1 кубометр воды. Также необходимо измерить высоту помещения и его площадь, прибавив к этим значениям страховой коэффициент на непредвиденные жизненные случаи.

Расчет для ГВС

Если отопительный котел используется одновременно с источником горячей воды для всего дома, то следует учитывать многие факторы. К ним относятся:

• расчет допустимой температуры и количества горячей воды, которая необходима для автономной жизни всех жителей дома;
• объем воды, который используется ежедневно.

Объем горячей воды можно высчитать по формуле:

(Vr * (Tr — Tx) ) / (Tr — Tx)

Vr – желаемый объем;

Tr – температура проточной воды;

Tx – необходимая температура воды из-под крана.

Чтобы правильно рассчитать необходимый объем теплой воды, необходимо проделать следующее:

• высчитать потребляемый объем на каждого члена семьи;
• просчитать общий потребляемый объем горячей воды;
• по формуле вычислить дополнительную мощность котла.

Чтобы правильно рассчитать количество потребляемой воды в день всеми членами семьи, необходимо знать следующее:

• в обычных жилых помещениях тратится не больше 120 литров воды в день на одного человека;
• такие же помещения, но с газом рассчитаны на 150 литров на пользователя;
• если есть водопровод, ванная, канализация и нагреватель воды – 180 литров;
• помещения с централизованным горячим водоснабжением – 230 литров.

Таким образом, рассчитывать мощность котла перед покупкой необходимо, так как от этого зависит то, с какой силой будет осуществляться обогрев помещения. В качестве параметров берутся площадь комнаты, коэффициент погрешностей, объем и иногда высота потолка. Показатели меняются в зависимости от способа вычислений. Необходимо воспользоваться несколькими методами расчетов, прежде чем приступить к выбору водонагревательного котла.

На чем можно сэкономить?

Электрическое отопление является довольно затратным, по сравнению с газовым. Чтобы сделать его экономичным, рекомендуется учитывать следующие советы:

1. Приобретите двухтарифный счетчик электроэнергии и включайте отопление в ночное время. Днем, как правило, все на работе и необходимость в функционировании котла отсутствует. Лучше хорошенько протапливать помещение ночью, ведь в это время цена за 1 кВт электроэнергии будет значительно меньше.
2. Используйте автоматику, которая позволит включать отопление в определенное время либо только при понижении температуры на установленное значение. В этом случае агрегат будет работать только по крайней необходимости.
3. Наиболее высокий прогрев радиаторов достигается путем размещения котла в самой нижней точке отопительной системы.
4. Добавьте в систему отопления современное решение – теплый пол, он позволит более эффективно использовать расходуемое тепло по всему помещению.
5. Возвращаемся к использованию двухтарифных счетчиков. Еще один вариант их рационального использования для отопления – купить теплоаккумуляторы. Данные емкости с водой могут прогревать помещение в течение всего дня, при этом жидкость будет нагреваться в ночное время (когда электричество будет стоить гораздо меньше).

Устройство электродного электрокотла

Принцип работы электроидного электрокотла.

Еще более проста система подогрева воды с помощью электродов. Можно встретить такие названия, как электролизные, ионные, но все котлы этого типа работают по одному принципу: нагревательным элементом является не спираль, а сам теплоноситель. Это значит, что для получения необходимого для нагрева количества тепловой энергии необходимо иметь специально подготовленный состав теплоносителя.

Например, в воде нужно растворить углекислый натрий (соду, Na₂ CO₃ ). Нагрев теплоносителя происходит за счет колебания его молекул под действием переменного электрического тока, который, как известно, колеблется с частотой 50 Гц. То есть за время, равное 1 с, молекулы теплоносителя 50 раз изменяют на 180 градусов направление движения. Коэффициент полезного действия (КПД) такого котла очень высокий (до 98%), но мощность его не превышает 16 кВт.

Дальнейшее усложнение любого отопительного котла связано с обвязкой его различными датчиками и регуляторами, такими, как датчики температуры и регуляторы потребляемой мощности, а также защитными средствами.

Соединение котла с электросетью

Перед подключением котла к электросети необходимо убедиться в соответствии электрической нагрузки котла с возможностями электрической системы здания.

1. Подключите котел к электросети, используя кабель, прилагаемый к устройству. Обязательно выключите подачу электроэнергии, прежде чем соединять провода.

2. Раскройте защитный кожух на задней панели котла и обнаружьте клеммы для подключения. Обычно эти клеммы размечены надписями «L» (фаза), «N» (нейтраль) и «GND» (заземление).

3. Привяжите провода к соответствующим клеммам. Фазный провод необходимо подключить к клемме «L», провод нейтрали – к клемме «N», а заземляющий провод – к клемме «GND».

Правила монтажа, выбор места и техника безопасности

Прежде чем устанавливать отопительный агрегат, необходимо подготовить для него место, а для этого в свою очередь нужно грамотно его определить.

В целях безопасности и при наличии дополнительного оборудования котел лучше устанавливать в отдельном помещенииИсточник domkotlov.by

Существуют следующие рекомендации по монтажу электрокотла в своем доме:

• Для того чтобы защитить жильцов от нечаянного контакта с агрегатом и поражения электрическим током, а также само оборудование от воздействия бытовых факторов, лучше всего подготовить отдельное помещение. Это может быть кладовая, цоколь или гараж.
• Компактные модели допускается монтировать в прихожей или на кухне. Однако даже в таком случае необходимо предусмотреть зону, свободную от нечаянного контакта. Кроме того, подключение электроотопительной установки потребует подведения труб и кабелей, которые придется каким-то образом декорировать, чтобы не ухудшить интерьер.
• Для обеспечения противопожарной безопасности установке и подключению электрокотла на деревянной поверхности должен предваряться монтаж подкладки из негорючего материала – листов асбеста и металла.
• Для максимального комфорта эксплуатации и обслуживания при подходе к котлу должно присутствовать свободное пространство.
• Электромагистраль должна крепиться на стену выше трубопровода, чтобы в случае прорыва проводка не оказалась в воде.

В целях противопожарной и электробезопасности трубопровод должен располагаться ниже электропроводкиИсточник teplotorg.ru

Трубопровод в месте контакта с котлом должен иметь собственные крепления, чтобы не перегружать штуцеры прибора.

С точки зрения техники безопасности и требований проведения электромонтажных работ, существуют следующие правила подключения агрегата:

• Монтажные работы должны проводиться только при обесточенной электросети дома.
• Расположение котла относительно окружающей обстановки – не менее 5 см от корпуса до стены, от 0,7 м свободного пространства перед передней панелью, от верхнего края корпуса до потолочной поверхности минимум 80 см, для подвесной модели расстояние до пола не менее 0,5 м, минимальная дистанция до труб 50 см.
• Наличие 3-фазной сети. Чтобы подключить электрокотел достаточной мощности, свыше 5-7 кВт, электросети на 220 В будет недостаточно – для равномерного распределения нагрузки понадобится 3 фазы и 380 вольт. В противном случае сеть будет перегружаться, поэтому установить можно будет только маломощный агрегат, роль которого сведется не к полноценному отоплению, а к резервному – для дополнения газового или дровяного котла, на случай их аварийного отключения, либо как вариант для помещения малой площади.

При необходимости или малой мощности электрокотел может дополнять газовыйИсточник sovet-ingenera.com

Схема подключения электрокотла к электросети 380 В (трехфазного)

Общая электрическая схема подключения электрокотла 380 В, выглядит следующим образом:

Как видите, линия защищена трехфазным автоматическим выключателем дифференциального тока, к корпусу котла обязательно подключено заземление.

Как обычно, по традиции, выкладываю схему подключения трехфазного электрокотла со связкой автоматический выключатель (АВ) плюс устройство защитного отключения (УЗО) в цепи, которая нередко бывает дешевле и доступнее Диф. автомата.

Выбор номиналов защитной автоматики и сечения кабеля для трезфазных электрокотлов различной мощности удобно делать по следующей таблице:

В трехфазных электрокотлах обычно установлено сразу три ТЭНа, бывает и больше. При этом практически во всех бытовых котлах каждый из трубчатых электронагревателей рассчитан на напряжение 220 В и подключён следующим образом:

Это так называемое подключение «звезда», для этого случая и подводится к котлу нулевой проводник.

Сами ТЭН подключаются к сети следующим образом: перемычкой соединены по одному из концов каждого из трубчатых электронагревателей, к оставшимся трем свободным поочередно подключаются фазы: L1, L2 и L3.

Если же в вашем котле стоят ТЭН, рассчитанные на напряжение 380 В, схема их соединения совершенно другая и выглядит она так:

Такое подключение ТЭН электрокотла называется «треугольник» и при одинаковом напряжении 380 В, как в предыдущем способе «Звезда», мощность котла значительно увеличивается. Нулевой проводник при этом не требуется, подключаются лишь фазные провода, электрическая схема подключения при этом соответственно выглядит вот так:

Не отступайте от схем подключения допустимых для вашего электрокотла, если там стоят ТЭН на 220В при трехфазном подключении, не переделывайте схему на «треугольник». Как вы понимаете, теоретически их можно переподключить и получить на ТЭН напряжение 380 В, соответственно и повышение их мощности, но при этом они у вас скорее всего просто сгорят.

Выбор между одноконтурным и двухконтурным электрокотлом

Одноконтурные модели электрокотлов предназначены исключительно для нагрева теплоносителя в отопительной системе. Для организации горячего водоснабжения владельцу придется докупать внешний бойлер, что по суммарной стоимости может превзойти покупку всего одного двухконтурного варианта.

Котлы с двумя контурами изначально рассчитаны на одновременный нагрев как воды в системе ГВС, так и теплоносителя в домашнем отоплении. С одной стороны, это явный плюс, с обратной же такое оборудование потребляет чрезмерно много электричества, что делает его использование в отдельных случаях слишком дорогостоящим.

Расчет мощности электрического котла

Определившись с моделью и совместимостью, вы задаете себе вопрос: как установить электрокотел в частном доме, чтобы он не расходовал лишних средств?

Для перевозки четырех пассажиров не используют рейсовый автобус. Так же точно, для отопления домовладения площадью 80 м², незачем покупать агрегат, рассчитанный на 350 м². Расчет мощности котла не делается «на глазок». Мы знаем, что в теории, на 100 м² уходит 10 кВт энергии. Однако реальные условия вносят ощутимые коррективы.

• Площадь отапливаемого помещения делится на жилое и подсобное. Вот вам первая поправка. Технические помещения можно учитывать с коэффициентом –50%.
• Теплоизоляция стен (пола, крыши). Этот коэффициент вы сможете рассчитать, заглянув в паспорт использованного материала (% сохранения тепла предназначен не только для рекламных целей).
• Собственно, материал стен, из которого построен дом.
• Площадь остекления, размеры и количество входных дверей, балконы, выходы на веранды – учитывается каждая мелочь.
• Естественная и принудительная вентиляция. Возможность ее блокировки для сохранения тепла.
• Высота потолков, этажность жилого дома.
• Большое влияние на сохранение тепла оказывает наличие подвала.

Базовая мощность рассчитывается по формуле: W=S×Wуд/10

• W — полученная мощность электрооборудования в кВт;
• S — площадь помещения (при высоте потолков 2.5 м) в квадратных метрах;
• Wуд — коэффициент, устанавливаемый для каждого региона. Его можно узнать в вашем департаменте ЖКХ.

В целом по стране он выглядит так:

• южные регионы: 0.7;
• средняя полоса: 1–1.2;
• северные территории: 1.5–2 и выше.

К полученному значению следует прибавить 15–20%, на случай погодного экстрима и постепенного износа оборудования.

Какой выбрать электрический котел для теплого пола

Как говорилось выше, наиболее подходящий прибор для гидрополов — электрокотёл. Он работает автономно, и его не нужно контролировать.

При подборе электрокотла для тёплого водяного пола, лучше уделять внимание тем моделям, в документах к которым прописана допустимость их монтажа в напольных отопительных системах. Иначе, потребуется переоборудование и установка дополнительных компонентов

Выбирать электрокотёл нужно по следующим показателям:

1. Мощность, которая необходима для отапливания вашего дома. Она зависит от размера помещения, толщины стяжечного слоя и отделочного изделия.
2. Тип монтажа — установка на стене или на полу. Выбор зависит от наличия места, и веса аппарата. Мощные электрокотлы тяжёлые, размещать их на стену не рекомендуется.
3. Число контуров — для гидрополов подходят одно или двухконтурные модели.
4. Система безопасности и регулировки — её присутствие существенно облегчит процесс регулировки и контроля за устройством.

Прежде чем подбирать аппарат, необходимо ознакомиться со сведениями о производителе. Нужно отдавать предпочтение проверенным компаниям, дающим гарантию на свою продукцию.

Он поможет держать температуру в комнате на заданном комфортном уровне, даже при понижении потребления энерго ресурса. Альтернативный вариант — gsm-термометр, он контролирует температуру жидкости, поддерживает её на нужном уровне при отсутствии людей в доме.

Регулировка температуры воды

Помимо безопасности, нам потребуется еще один элемент. Элемент управления, который будет его периодически включать и выключать для поддержания заданной температуры воды.

Этим устройством является рабочий термостат.

Не путайте его с предельным. В предельном имеется взводимая вручную кнопка, которая при срабатывании препятствует самостоятельному включению датчика.

То есть, когда он сработал один раз, вам потребуется осмотреть всю систему и схему, дабы разобраться в причине срабатывания. И только после этого, нажав эту кнопочку, отопление можно будет запустить заново.

Данный термостат монтируется после предельного, опять же в разрыв цепи.

Таким образом мы получили элемент защиты и элемент управления. В принципе, это и есть самая примитивная схема №1 для автоматики электрического отопления.

Безопасность водяного отопления

Беспрерывная цикличность работы электрического оборудования, безаварийная эксплуатация требует установки в отопительной схеме защитных устройств и приспособлений.

Они монтируются отдельно или собираются в группу безопасности, которая представлена такими деталями:

1. Автоматический клапан для выпуска воздуха с водяного контура (АВК).
2. Предохранительный клапан мембранного типа для сброса избыточного давления из системы при отказе терморегулятора или возникновении засора в трубопроводе.
3. Манометр. Контрольно-измерительный прибор служит для визуального слежения за состоянием рабочей среды в контуре. Иногда вместо манометра применяют комбинированное устройство, показывающее помимо давления и температуру теплоносителя.

Замечание специалиста: в схеме закрытого отопления обязательно монтируют расширительный бак с литражом, обеспечивающим компенсацию линейного расширения всего объема теплоносителя в системе.