Применяем электрический котел для отопления частного дома

Существует много видов отопления жилья, особенно если оно находится за пределами протяженности городских сетей ТЭЦ. Используется широкий спектр методов, в основе которых, как и сжигание топлива, так и другие физические принципы подъема температуры воздуха. В ход идут газовые, дровяные или угольные печи, различные виды тепловых пушек, инфракрасный свет. Но наиболее доступный и экономически оправданный метод — смонтировать электрокотел для отопления частного дома. Среди всех способов, использующих в основе электричество, — от него получают наибольший выход при малых затратах. Все остальные — пушки, тэны, масленые обогреватели — при всех своих плюсах по начальной себестоимости владения — очень затратные в последующей эксплуатации.

Достигается экономия большей площадью радиаторов при активном обмене в них всего количества переносящей тепло жидкости. То есть, грубо говоря — котлу достаточно нагреть систему, а дальше только поддерживать температуру, не затрачивая на процесс излишнее электричество. Быстрое перемещение теплоносителя в отоплении не дает ему полностью остыть, что позволяет избежать неэкономного нагрева от минимума до рабочих пределов.

Все остальные виды электрических нагревателей, за исключением масляных, греют воздух и зависят от скорости его конверсии, без аккумулирования тепла. У последних другая проблема — циркуляция вязкого носителя происходит природным образом, в ней нет активной составляющей. И чем обширнее отапливаемый объем — тем нужнее более мощный, постоянно функционирующий тэн и площадь отдающей тепло батареи. Что касается инфракрасных — они греют даже не воздух, а освещаемые поверхности, которые уже в свою очередь и отдают температуру в атмосферу. При этом они сами плохо аккумулируют полученную тепловую энергию, что вызывает постоянную потребность в ее поступлении.

Если брать в общем, вопрос сохранения комфортной температуры дома для России весьма важен. Исторически сложившееся географическое положение подразумевает сильные холода зимой практически по всей ее территории. К сожалению, чтобы согреться нужно затрачивать энное количество посторонней энергии — газа, топлива или электричества. Поэтому на первое место становится эффективность отопления относительно цены за каждый градус. Самым дешевым, но трудоемким считается дровяное. Средним по цене — газовое. С жидкостного разорится можно. При отсутствии централизованных линий снабжения пропаном, которые есть далеко не во всех частях родины — единственным разумным выбором остается электричество. Киловатты тоже не копейки стоят, но они доступны и не настолько ценны, как мазут, бензин или соляр. При этом обеспечивают приличный КПД обогрева — для современных электрокотлов он равен или превышает 99 %. Еще один несравненный плюс таких систем — доступность изначального питания. Даже на крайнем севере в тундре, где дрова с трудом сыщешь, есть линии электропередач, от которых можно обогревать дом и готовить еду. Собственно, о электрокотлах отопления и хотелось поговорить в рамках этой статьи.

Необходимое оборудование

Единственная особенность, когда используется электрический котел для отопления дома, — требуется наличие не только его, но и сопутствующих деталей — теплопровода, расширительного бачка, насоса, радиаторов, выдерживающих ток потребления автоматов, групп защиты. И только в этом случае он дает тепло. Естественно, нужна и завязка всего этого оборудования в один комплекс, а значит в первоначальную стоимость обязательно закладывается и цена монтажа.

Собственно, большое количество электрокотлов представленных на рынке, а также видов сопутствующего оборудования позволяет, если сделать правильный выбор, достаточную экономию на первоначальном этапе, необходимом в процессе создания всей отопительной системы. Часть требуемых элементов вообще можно использовать б/у или сделать своими руками. Да и сам электрокотел приобрести на вторичном рынке, нужно лишь знать его характеристики, наиболее подходящие для конкретного объекта. Итак, что потребуется в любом случае:

• металлические или термостойкие пластиковые трубы,
• насос,
• расширительный бак,
• радиаторы, применяемые в водяном отоплении,
• автоматы, рассчитанные на то потребление, какой электрокотел выбран,
• минимум один шаровой кран на слив жидкости,
• желательное оборудование, относящееся к группе безопасности — манометр, воздуха и пароотвод, предохранительный клапан,

Как это работает

Вне зависимости от назначения, будет ли электрический котел использоваться для отопления частного дома, квартиры, гаража или иных помещений, принцип действия всего комплекса один. Основа системы — циркуляция носящей тепло жидкости. Обычно она представлена простой водой, но в тех случаях, когда помещение редко прогревается и есть шанс падения в нем температуры менее нуля — в системе применяют автомобильный антифриз, или как его еще называют — незамерзайку. При помощи насоса теплоноситель прокачивается через котел, в котором тэнами, индукцией или электродами доводится до рабочей температуры. Далее он движется по трубам через систему радиаторов отопления, с помощью которых и отдает нагрев воздуху. Следующим циклом, уже остывшая жидкость опять поступает в электрический котел отопления.

Здесь нужно небольшое замечание касательно последнего действия. Если температура жидкости, проходящая через нагревательное устройство, находится в пределах некой установленной границы, то сами тэны, электроды или инверторы инертны. Они работают только в моменты слишком сильного ее остывания, которое происходит достаточно медленно, что обуславливается быстрой принудительной циркуляцией. В этом собственно и состоит один из факторов экономии при использовании такого вида электрического котла. Другой заключен в объеме самих радиаторов — чем у них больше поверхность, тем сильнее нагревается воздух. Поэтому, собственно, последнее время становятся все более распространенными «теплые полы». В сущности, они — одна сплошная батарея, расположенная в самой нижней точке жилья, а значит весь атмосферный объем выше будет прогрет. При этом совершенно не обязательно накалять саму излучающую площадь. Достаточно довольно разумных и комфортных ногам температур.

Критерии выбора

Подбирают электроотопительный прибор среди множества разновидностей его моделей по лучшему соответствию баланса постоянной работы, требуемого объема нагреваемой жидкости и потребляемой мощности. Здесь прослеживается непосредственная взаимосвязь: для крупных помещений — требуются и объемные радиаторы, а значит в них закачено больше теплоносителя. Соответственно и нужен мощный электрический котел для дома, чтобы он успевал нагревать всю воду или антифриз, при этом достаточно быстро, выдавая требуемую температуру, в целях последующих пауз при работе.  Самый хороший выбор, в разрезе ранее сказанного — устройство, обладающее несколько более высокими техническими характеристиками, чем требует конкретная ситуация. Хорошим подспорьем по оценке качества аппарата будет рейтинг самой модели нагревателя, среди электрических котлов для отопления частного дома, который публикуют на интернет-странице магазина или популярных торговых площадках. Рекомендуется почитать и отзывы покупателей — можно узнать много интересного в плане эксплуатации конкретного устройства. К примеру, только так получают реальные, а не маркетинговые характеристики процессов функционирования аппарата.

Расчет мощности

Чтобы правильно сориентироваться в требуемом оборудовании, нужно выполнить расчет мощности электрокотла для отопления дома. Делается это тремя способами. Первый по объему здания, второй по жилой площади, последний по строительным нормам и правилам(СНиП). Что для этого нужно — знать минимальные температуры на улице, тип строения, высоту потолков, квадратуру помещения.

Первый метод

Итак, по объемному расчету будет использоваться формула

где — V жилой объем здания (площадь×средняя высота потолков), Т — наибольшая разница между самой низкой температурой на улице и желаемой в помещении, K — коэффициент тепловых потерь, который берется из таблицы:

К примеру, возьмем, как рассчитать мощность электрокотла для частного дома в 60 кв, с учетом того, что здание построено из камня, имеет толстые стены и утеплено. Высоту потолков возьмем в 3,2 метра, а самую низкую уличную температуру до −35 °С, характерных для средней полосы России:

3.2×60×0.6×([−35]+18)/860=7.09 кВт.

Если брать результат в разрезе знаний человека пользовавшимся электрическим отоплением в собственном доме похожей квадратуры — можно сказать, показания близки к истине, но немного завышены. В реальности, при правильном монтаже и достаточной площади радиаторов — хватит и 5–6 кВт, даже когда очень холодно на улице.

Второй метод

Тут все проще. Для расчета по площади в центральной полосе РФ берется, что отопление каждых из 10м² среднего жилого дома, при стандартной высоте потолков в 3 метра до комфортной температуры, используется киловатт электроэнергии. То есть, если брать пример описанный ранее, — в центральной России для обогрева в частном доме указанного размера нужно выбирать котел на 6 киловатт. При большей высоте потолков в формулу вводят поправочный коэффициент вычислив его в отношении к 2.7. Если брать исходные данные дома 60 кв из примера, — высота потолков там 3.2 метра, а значит коэффициент будет равен 3.2 / 2.7 = 1.18 или приблизительно 1.2. Итак, с коррекцией получается — 1 (кВт)×60/10 (кВт/метр)×1.2 (поправка) = 7.2 кВт. Как видно, что результат очень похож на полученный первым методом. Полная формула:

где S — жилая площадь, H — высота потолка.

Методом, заложенным в СНиП

Строительные нормы и правила, направленные на электрические котлы для отопления частного дома, при том условии, что дом теплый, говорят — на каждый кубический метр объема здания нужно от 34 до 41 ватта мощности. Расчет производится по формуле, в которую закладывают площадь помещений, высоту потолков, и затраты энергии. Смотрим, насколько будут отличаться результаты от предыдущих, в случае примера дома 60 квадратных метров. 60 (м²)×3.2 (м)×41 (Вт) / 1000 = 7.8 кВт. Тоже достаточно близко, при учете того, что конкретная затраченная энергия сильно зависит от стен и вычисляются согласно таблиц СНиП. Вообще в нормы закладывается последующее умножение на 10 %, чтобы учесть моменты повышенных морозов на улице. Другими словами, формула полностью выглядит так:

Соответственно, где S — площадь, H — средняя высота K — затраты на метр кубический. Результатом будет требуемые кВт/ч для котла. Кроме того, строительные нормы и правила устанавливают общий поправочный коэффициент к полученному значению, которые зависят от расположения стен помещений (уличные или внутренние). За каждую внешнюю к корректировочной единице добавляется 0.1 — это в случае квартир. Для частного дома значение всегда 1.4.

Примечание тех случаев, когда котел используется и для горячего водоснабжения

Можно конечно использовать электрокотел не только для отопления помещений, но и горячего водоснабжения. В таком случае применяют двухконтурный вариант или отдельно завязанное только на ГВС устройство. Причина проста — в циклической системе находится относительно невеликое количество жидкости, температуру которой поддерживает аппарат.

Мало того, что при уходе горячей воды падает общий нагрев отопления, так еще и конечный пользователь получает ее охлажденной — тепло теряется в процессе движения по трубам и радиаторам. Тут обычно рекомендуется бойлер, который более выгоден в плане горячего водоснабжения.

Если использовать котел, то тут спасает второй его контур на это рассчитанный. Хотя соответственно понадобится дополнительный насос и увеличится потребление энергии, как в принципе и ожидание человеком того момента, когда из крана после открытия пойдет кипяток. Здесь смело закладывается плюс 3–5 кВт в характеристики котла к его мощности. В соответствии с чем еще и нужно усилить электропроводку, предусмотрев большее сечение линий и предельные токи устройств защиты. Вообще у двухконтурных котлов обычно немного другое назначение — на вторую часть подвешивается теплый пол или служебные помещения.

Какие бывают котлы. Их плюсы и минусы

Теперь о том, какие вообще существуют модели. Если не брать во внимание форму монтажа — угловая, настенная, напольная или какая-либо иная, то разница заключается в функциональных возможностях и методах нагрева. К примеру, последние представлены на торговых площадках индукционными, использующими тэны или электроды котлами. Само питание устройства может осуществятся как одной, так и всеми тремя фазами. Есть одно- и двухконтурные модели отопительных систем. Комплексы управления представлены чистой механикой, электроникой или цифровыми блоками. Существуют и такие избыточные варианты, как пульты дистанционного управления или оснащение возможностью внешнего контроля, к примеру, для использования в системах «умного дома».

Разберемся с ними по очереди, для того чтобы понять какие электрические котлы лучшие. Методы подвода и вывода теплообменной жидкости пока рассматривать не будем.

С одним контуром

Плюсы: простота монтажа и конструкции

Минусы: невозможно подсоединять несколько контуров водоснабжения. Температура в отопительной системе не везде одинакова, она постепенно убывает к ее конечной точке.

На несколько контуров

Преимущества: можно монтировать несколько линий горячей воды, включая прямоточную

Недостатки: цена, сложность конструкции и монтажа. Нетривиальная настройка.

С простыми блоками контроля

Плюс: надежность и безопасность, относительная дешевизна

Минус: может не хватать некоторых функций или тонкой настройки

С цифровыми и электронными системами управления

Можно использовать вплоть до включения аппарата в контуры «умного дома». Повышенная экономия — программируется даже периоды, когда можно убавить нагрев теплоносителя.

Отрицательные факторы — чем сложнее устройство, тем оно чаще ломается и труднее ремонтируется. Кроме того, стоит гораздо дороже своих более простых собратьев.

При однофазовом питании

Плюс: простота конструкции и цена.

Минус: максимальная мощность до 12 кВт, и то если будет. Пожароопасность.

С трехфазными линиями

Плюс: Выше надежность и максимальная мощность. Трех фазовое питание в обязательном порядке применяется для всех моделей более 12 кВт.

Минус: требуют мощной проводки, наличия тех самых трех фаз, подведенных к дому и усложнения линий питания в части защиты — нужен соответствующий автомат разрыва.

Электродные котлы

Плюсы: неприхотливость, надежность и цена

Минусы: запрет на использование проводящих ток труб и радиаторов, работа только в замкнутом контуре с теплоносителем, отвечающим требованиям электролиза.

Индукционные

Плюсы: неоспоримым служит длительность работы нагревательных элементов и отсутствие накипи. Еще один — быстрое повышение температуры. Остальные плюсы, включая про экономию — маркетинговый ход.

Минусы: минимум двукратная цена и требовательность к наличию отдельного шкафчика с внешним элементом питания — высокочастотным трансформатором. Сложность смены сгоревших нагревательных частей.

Дополнительное оборудование

Существуют модели нагревателей, оснащенные частью внешнего оборудования уже в комплекте и находящемся в одном с котлом корпусе. Основной минус, при всем удобстве единой системы — ремонт какой-либо детали может вызвать проблемы в связи с ее редкостью или нестандартностью.

Плюсом можно приписать встроенные насосы, расширительные баки, группы безопасности, сливные краны. Некоторые модели оснащены пультами ДУ, и/или возможностью внешнего управления. Встречаются аппараты с системами поддержки питания.

Размещение котла

Вопреки распространенному мнению — никакого отдельного помещения для электрокотла не нужно. В спальню его конечно не поставишь — двигатель насоса очень тихо гудит, но все остальные места жилища вполне подходят. Здесь, в отличие от случаев оборудования, в котором работает огонь не нужна сильная вентиляция или дымоход. Единственное условие — доступность проводки, труб отопления и внешний вид. Поэтому зачастую электрокотел размещают в кухнях, ванных или кладовках. Представленные на рынке модели допускают их монтаж на пол или стену.

Наиболее популярные модели

Итак, прочитав описание, осталось только выбрать какой электрический котел лучше. Здесь будет представлен рейтинг моделей, основанный на отзывах, опубликованных во многих торговых точках. Сами основные и распространенные функции и возможности описаны ранее в разрезе конкретных типов оборудования, в зависимости от чего и стоит производить подбор представленных моделей. Перечисленные далее устройства можно использовать не только в частном доме, гараже или даче. Они прекрасно подойдут и для квартиры, хотя экономическая целесообразность подобного применения сомнительна, при наличии центрального отопления.

Итак, десять топ моделей электрических котлов согласно рейтинга:

Наименование, отзывы	Тип нагревателя	Мощность (кВт)	Отапливаемая площадь (м²)	Размещение	Контуров	Система управления	Фаз питания	Средняя цена
ЭВАН ЭПО 6 6 кВт, с возможностью внешнего управления «Пользуюсь котлом уже 3 года, все отлично работает до сих пор, надеюсь еще столько проработает»	тен	6	60	пол	1	Электронная, в поставке пульт ДУ	1	8500
Protherm Скат RAY 12 KE /14 12 кВт с встроенным циркулярным насосом и расширительным баком на 8 л., предохранительным клапаном и воздуховодом. Функциональные возможности: авто диагностика, защита от замерзания и перегрева, индикация включения, термометр, манометр. Люди отзываются о хорошем качестве сборки и низким уровнем шума	тен	12	120-150	стена	1	Электронное с дисплеем	3	35000
ЭВАН Next 12 12 кВт с поддержкой подключения теплого пола. Пользователи отмечают простоту и надежность эксплуатации. Тихий. «Отличный отопительный прибор, с работой справляется на 100%. Приобретен больше года назад за это время показал себя с лучшей стороны, когда стояли сильные морозы — в доме всегда было тепло. Он не габаритный, работает бесшумно так что можете смело вешать в жилом помещении»	тен	12	120	стена	1	механика	3	9100
Галан Галакс-25. Оснащен циркулярным насосом, допускает подсоединение бойлера ГВС. Достоинства — тихий, рассчитан на большие размеры помещений, несравненный плюс — за счет быстрого нагрева позволяет подключать себя к системам проточной горячей воды. Рейтинг на него неизвестен по причине малой распространенности, из-за чего он и добавлен в список — индукционные котлы слабо представлены на рынке.	индукция	25	350	стена	1	электроника	3	30000
ACV E-Tech S 160 Mono 14.4 кВт, оснащенный встроенным бойлером на 100 л, расширительным баком на 8 литров, группой безопасности. Есть функции внешнего управления.	тен	14.4		пол	2	Электроника,	1	265000
Savitr Premium Plus 22 22.5 кВт, с встроенным насосом и расширительным баком на 12 л. Есть программатор нагрева и группа безопасности (манометр, предохранительный клапан, защита от перегрева, воздухоотводчик). Допускает внешнее управление функциями котла. Судя по отзывам — лучшее, тихое, малогабаритное и недорогое решение для крупного дома обеспечивающее все его потребности как в отоплении, так и ГВС. В своем классе он — самый экономичный электрический котел	тен	22.5	220	стена	2	электроника	3	51100
«ЭКОНОМ» ЭВП-6 КВТ. Невероятно дешевый, простой и достаточно надежный аппарат для небольших домов. Предназначен целям работы в комплексе с остальными элементами отопления дома.	тен	6	40-45	пол	1	нет	1/3	До 2000 р
«ЭКОНОМ» ЭВП-12 КВТ. Все что говорилось о его 6 кВт собрате безусловно относится и к нему. Разница только в объеме отапливаемого помещения и фазах питания.	тен	12	80-85	пол	1	нет	3	До 2000 р

Будем надеяться, что все уже сказанное полностью ответит на вопрос, как подобрать подходящий электрокотел в конкретном случае. Представленный список моделей не конечен — постоянно разрабатываются и выводятся в торговые ниши новые аппараты, меняются цены. Перед покупкой желательно прозондировать вопрос наличия новых, более подходящих электрокотлов. Получение информации трудности не составит — интернет в помощь.

Монтаж

О том, как выбрать электрический котел и какой рейтинг у разных моделей мы поговорили, пора перейти к их оснащению и общему монтажу. Произведя расчет и купив подходящую модель надо оценить ее комплектацию. В зависимости от полноты приобретаются недостающие элементы необходимые для общей функциональности. К примеру, если котел идет с расширительным баком — дополнительный покупать не нужно, а вот если отсутствует насос — его придется взять. То же самое относиться к любой обязательной части конструкции. В сущности, схема подключения всегда выглядит так:

Это ее полный и избыточный вариант. При недостатке денег можно вполне обойтись без регулятора уровня температуры (1), антиконденсаторного насоса (8), обратного клапана (9), датчика минимальной температуры (10). Все остальное весьма желательно, включая блок безопасности, состоящий из манометра и аварийной системы сброса давления.

Диаметр используемых труб берется исходя из количества радиаторов. Если их не более 8, то достаточны каналы в 25 мм, при большем применяются 32 мм. К котлу присоединение выполняется в зависимости от диаметра его выходов — обычно через размерные переходники. Есть маленький фокус, позволяющий поднять эффективность системы. На выходе делают короткий участок трубы (вне зависимости от характеристик, заложенных в сам котел) в 40 мм. А от нее уже разводят все остальные трубы. Кроме того, каналы, идущие от основного к батареям, выполняются диаметром на 5 мм меньше. Все это позволяет более полно прокачивать отопительную сеть, без воздушных пробок.

Подключается система в щиток питания через отдельный, подходящий по параметрам автомат защиты, естественно с учетом того, сколько фаз используется. Расчет номинала производится по одной из двух формул:

Iавтомат = Pпотребление / 224 для однофазных котлов,

Iавтомат = Pпотребление / 624 в случае использования трех фаз.

Полученные результаты могут не совпадать с параметрами модельных рядов выключателей, представленных на рынке. Берется ближайший номинал в сторону увеличения, ведь характеристика показывает граничную нагрузку тока в амперах при котором происходит отключение оборудования от сети.

Важен и соединительный кабель, вернее его сечение и материал. Алюминиевый требуется толще и греется, медный тоньше и надежнее.

Обязательно и наличие отдельного контура заземления на корпус котла. Используемые токи высоки, лишняя защита не помешает.

Что касается подключения насоса к котлу, — рекомендуется делать его в линию на ввод обрата теплоносителя. При более холодной воде он и проработает дольше. В теории можно выполнить систему даже без использования насоса, чтобы жидкость двигалась самотеком, за счет правильных 5° наклонов трубы сверху и снизу всей конструкции. Но применять такой метод не рекомендуется — слишком медленно будет идти обмен, а значит и вся экономия электроэнергии вылетит в трубу — теплоноситель станет быстро остывать, а нагреватель постоянно работать. Вообще, наиболее эффективный метод сохранения температуры в таких случаях — горячую трубу пустить поверху, холодную внизу. Хотя, конечно визуальная эстетика конструкции подвода к батареям потеряется.

Теперь то, что касается расширительного бака. В сущности, он — запасное пространство для тех случаев, когда вода увеличит свой объем при закипании. Можно еще немного сэкономить, закрепив любой пустой сосуд выше уровня батарей и выведя туда трубу от общей линии. Правда, выглядеть такая система будет сущим колхозом.

Подключение теплого пола

Наверное, один из самых эффективных методов экономии при использовании электрического котла будет подключение его не к радиаторам, а к смонтированному теплому полу. Конечно, первоначальная цена запуска отопления вырастает, но не настолько сильно, как в прочих случаях. Плюс же очевиден — представьте отопительную батарею равную размерам всему низу жилья. Ее и накалять сильно не потребуется — даже при относительно прохладной собственной температуре она обеспечит нагрев всего окружающего воздуха. Да и ногам приятно по такой поверхности двигаться. Схема подключения котла в этом случае немного отличается — используются специальные разделяющие коннекторы для каждой линии нагрева теплого пола:

Альтернативные котлы

Хотелось бы коснутся использования другого вида топлива, вместо электричества. Существуют котлы, которые для своего разогрева потребляют газ, соляр, бензин, уголь, дрова, да и в принципе любой горючий материал. Самыми выгодными в таком плане выглядят газовые — у них лучшее из всех соотношение трудозатрат, потребления и цены владения. Хотя, конечно, нужна подведенная централизованная газовая линия — баллоны не вариант. Подключение котла, в принципе, вне зависимости от его вида, производится аналогичным методом, как и для электрических. Естественно с учетом дополнительных двух коммуникаций — вентиляции и дымохода.

Видео по теме