Двухконтурный электрический котел: устройство, разбор преимуществ и недостатков + что учитывать при выборе

Если нет возможности провести в дом газ, решать проблему с автономным отоплением и нагревом воды приходится с помощью альтернативных источников энергии. Можно установить солнечные генераторы, топить дровами или пеллетами. Однако лучшим решением может стать двухконтурный электрический котел.

В представленной нами статье подробно описан принцип работы и разновидности оборудования, перерабатывающего электрическую энергию в тепловую. Перечислены ориентиры, которые стоит учесть будущим владельцам агрегата перед его покупкой. Даны рекомендации по экономной эксплуатации.

Принцип работы устройства

Конструкция двухконтурного котла предусматривает размещение в одном приборе двух нагревательных элементов для нагрева воды и теплоносителя. Работает же система благодаря преобразованию электрического тока в тепловую энергию.

Конструкционные особенности двухконтурного котла

Для обогрева помещения к котлу подключается отопительный контур замкнутого типа, по которому движется теплоноситель. Второй трубопровод предназначен для подачи горячей воды, которая подогревается во встроенной накопительной емкости или по проточному принципу.

В теплое время года обогрев можно выключать и использовать котел только как бойлер.

Два контура электрического котла могут функционировать как независимо друг от друга, так и одновременно, отапливая дом и нагревая воду

Состоит прибор из следующих основных элементов:

• корпуса с теплоизоляцией, входной и выходной арматурой;
• теплообменника, по которому циркулирует теплоноситель;
• системы управления и блока автоматики, позволяющего устанавливать температурные параметры и отключать/включать прибор;
• нагревательного устройства;
• расширительного бака для сброса давления;
• предохранительного клапана;
• воздухоотводчика (автоматизированного или ручного) для выведения воздушных пробок;
• циркулярных насосов для системы ГВС и отопления;
• группы безопасности с температурными датчиками и реле.

Принцип работы электрокотла заключается в теплообмене: циркулярный насос закачивает внутрь бака воду, которая прогревается до определенной температуры термоэлементом и выводится либо в отопительный контур, либо в систему ГВС.

По сути, двухконтурный электроприбор, как и его газовый аналог, может выполнять функцию и домовой котельной, и проточного нагревателя для воды.

Преимущества и недостатки электрооборудования

Электроотопление относиться к экологически чистым способам обогрева, ведь оно не загрязняет воздух дымом и копотью подобно твердотопливному котлу, угарным газом и другими вредными «отработками», как газовое оборудование.

Кроме того, особенность работы отопления на электрике практически исключает аварийные форс-мажоры при утечке воды – если теплоносителя в системе не будет, оборудование автоматически отключается.

У электрического котла отличный показатель КПД – 95-99%, но даже такая высокая теплоотдача не компенсирует большое потребление электричества, поэтому в сравнении с газовым котлом электроприбор проигрывает

Также к общим плюсам электрооборудования можно отнести:

• Простой монтаж – нет нужды оборудовать дымоход, систему принудительной вентиляции, подводить газовый трубопровод и оформлять кучу разрешений, как при установке газового котла.
• Безопасность – вероятность протечки или закипания электрического котла очень мала, кроме того, конструкция прибора не предусматривает использование открытого пламени, легковоспламеняющихся материалов и взрывоопасного газа.
• Компактные размеры – немаловажный момент для маленьких помещений. Кроме того, прибор можно устанавливать не только в специально предусмотренных проектом местах (как газовое оборудование), а в любом удобном месте, где есть возможность подключения к электросети и отопительной системе.
• Бесшумность – электрокотел работает без вибраций, «выхлопов»» и прочих звуков, которыми грешат твердотопливные и газовые приборы.
• Доступная стоимость как самого прибора, так и его монтажа, обслуживания.

Что касается недостатков, то один из самых существенных – стоимость потребляемой энергии. Если речь идет об электрическом отоплении и ГВС для большого коттеджа, суммы будут внушительны.

Поэтому не лишним будет перед покупкой сделать хотя бы приблизительный расчет потребления, проанализировав информацию о площади, расходе воды и мощности прибора. А потом решать – стоит ли «овчинка» таких затрат.

Существенно снизить затраты поможет установка специальных контроллеров, накопительных устройств и дифференцированных счетчиков, работающих в режиме «день-ночь»

Другие минусы:

• Зависимость от энергоснабжения – в местности с постоянными перебоями с электричеством установка такого отопительного прибора теряет смысл. Впрочем, если отключения носят случайный характер, а не являются нормой жизни, решить проблему поможет покупка генератора, накапливающего энергию.
• Скачки сетевого напряжения губительно воздействуют на чувствительную автоматику котла, поэтому перед установкой оборудования стоит приобрести хорошие стабилизаторы энергии.
• Отложение осадка. Так как для ГВС используется проточная вода, теплонагревающие элементы постепенно покрываются накипью, которую нужно удалять из оборудования. Решением может стать установка фильтров на входе холодной воды и регулярное сервисное обслуживание.

Кроме того, прежде чем установить электрический котел, стоит узнать, рассчитана ли ваша домовая сеть на такую нагрузку. К примеру, для площади в 200 квадратов потребуется не менее 16-20 кВт.

И это только на отопление, без учета других электроприборов. И если в новых коттеджных поселках такая мощность предусмотрена подключением к трехфазной сети, то для дачного участка обычно выделяют не более 10 кВт.

Виды электрических котлов

Современные электрокотлы комплектуются нагревателями с различным принципом работы. Но одновременно использоваться и для отопления, и для горячего водоснабжения могут только приборы с ТЭНовой конструкцией.

Подключение электрического котла к системе отопления и ГВС чаще всего предусматривает установку бойлера с теплообменником или емкости для накопления горячей поды

Другие виды оборудования можно использовать для ГВС только если подключить к отопительному контуру бойлер косвенного нагрева.

Электроприборы с ТЭНами

В самые распространенные модели электрокотлов встроены нагревательные элементы – ТЭНы, которые изготовлены из керамики или металла, имеют форму стержней, спирали или изогнутого дугой полого прута, внутри которого помещена нить определенного сопротивления. Они и выступают «посредниками», нагреваясь при прохождении электрического тока и передавая тепло воде.

Схема устройства двухконтурного электрокотла. Количество элементов зависит от мощности прибора и его внутреннего объема, но дополнительные ТЭНы не только увеличивают скорость нагрева, а и расходы на электроэнергию и сервисное обслуживание

Основной недостаток прибора – быстрое образование накипи на ТЭНах, которое ухудшает его работоспособность. К примеру, при толщине известкового налета всего в 0,5 мм, КПД прибора уменьшается на 10% от номинального, а при 2 мм – на 35-40%!

В результате устройство медленней нагревает воду, поэтому расход электричества при этом увеличивается. Поэтому котел нуждается в постоянных чистках и периодической замене вышедших из строя нагревательных элементов.

Чтобы продлить срок службы ТЭНа рекомендуется использовать систему очищающих фильтров или добавлять в теплоноситель специальные смягчающие средства, а в контур отопления заливать дистиллированную воду.

Кроме того, котлы с ТЭНом требуют регулярного сервисного обслуживания, ведь речь идет о безопасном использовании оборудования. Нагревательный элемент постепенно изнашивается и может перегореть.

Если это произойдет с разгерметизацией корпуса – еще полбеды. В этом случае разогретый нихром просто рассыплется от контакта с водой и опасности для человека не представляет. Но если же отсоединившийся элемент останется в неповрежденном корпусе и продолжит работу, весь металлический корпус благодаря проводнику-воде окажется под напряжением.

Индукционное отопительное оборудование

Работа индукционного котла основана на магнитной индукции, которая позволяет преобразовывать электричество в тепловую энергию. Внутри корпуса располагается первичный контур с индуктивной катушкой, которая при подаче напряжения создает переменное магнитное поле.

В результате возникают так называемые токи Фуко (или вихревые), которые нагревают металл, а тот передает свое тепло циркулирующему носителю.

Проверенные временем ТЭНовые котлы можно без опасения устанавливать даже в жилой комнате, а вот для индукционных приборов лучше предусмотреть отдельное помещение – несмотря на рекламные заявления производителей, медициной не подтверждено безвредность электромагнитных полей для человека

Преимущества индукционных котлов по сравнению с ТЭН-овыми приборами:

• Самый высокий уровень КПД – 98-99%.
• Большая площадь нагрева и, соответственно, более быстрая передача тепла.
• На нагревательном элементе не образуется накипь.
• Полностью автономны, и не требуют сервисного обслуживания.
• Кроме воды в качестве теплоносителя можно использовать нефтепродукты и масло.

Основной недостаток таких приборов – высокая цена и необходимость подключения бойлера косвенного нагрева или накопительной емкости для обеспечения дома горячей водой. Поэтому, несмотря на ряд преимуществ индукционного оборудования, пальму лидерства потребительского спроса прочно удерживают двухконтурные ТЭНовые котлы.

Котлы с электродными нагревателями

Работа электродного котла основана на высоких показателях теплопроводности у воды. Внутри корпуса располагают минусовые и плюсовые электроды, вырабатывающие электрический ток, между ними циркулирует теплоноситель.

Нагрев происходит за счет энергии, которая выделяется при расщеплении молекул на заряженные ионы, и их движения к электроду соответствующей полярности. Благодаря этому нагрев воды в камере котла происходит практически мгновенно.

Обязательное условие для электродного котла – хорошее заземление, поскольку приборы относятся к потенциально опасным устройствам и корпус может «пробивать» сильным зарядом тока

Преимущества электродных котлов по сравнению с ТЭН-овыми приборами:

• Нагревают воду в 10 раз быстрее.
• Тратят на 20-30 % меньше электроэнергии.
• Имеют компактные размеры даже при высокой продуктивности (чаще всего модели представлены в настенном исполнении).
• Не выходят из строя при скачках напряжения.

Но из-за существенных недостатков электродные котлы пока не получили широкого распространения. В основном их используют для отопления, но организовать второй контур для ГВС можно при условии дооборудования системы бойлером косвенного нагрева.

Эти приборы очень требовательны к составу жидкости, которая является теплоносителем. Обычная водопроводная вода исключена, рекомендуется использовать специальную жидкость со сбалансированным солевым составом. Кроме того, электроды в процессе работы постепенно растворяются и требуют замены.

Электродные котлы очень компактны, но не отличаются высокой мощностью, поэтому для отопления больших площадей предусмотрены модули с несколькими последовательно подключенными приборами

Для безопасного использования электродный котел рекомендуется оснастить дополнительным комплектом автоматики, который реализуется отдельно и зачастую стоит дороже самого устройства. Прежде всего, это циркуляционный насос и электронный регулятор температуры, который управляет температурой нагрева.

Необходим и контроллер тока, регулирующий силу тока, с возможностью отключать оборудование, чтобы не допустить закипания воды.

На что обратить внимание при покупке?

Когда вы разобрались, какой именно вид прибора хотите купить, самое время подумать о его размерах и технических параметрах.

Чаще всего электрокотлы устанавливают на кухне, но можно оборудовать и мини-котельную, которая позволит спрятать малопривлекательные коммуникации и дополнительное оборудование (накопительную емкость, бойлер косвенного нагрева и т.д.).

Выбор прибора по способу монтажа

Вне зависимости от вида конструкции, все двухконтурные котлы можно разделить на две большие группы – настенные и напольные. Габариты и выбор модели напрямую зависят от площади, которую вам необходимо отопить, да еще и от количества свободной места под сам прибор.

Настенный котел отличается от напольного малыми размерами — при необходимости, его можно спрятать в навесную тумбу или шкаф, но даже незамаскированный прибор не выглядит громоздко и прекрасно гармонирует с другой бытовой техникой

Навесные приборы предназначены для обогрева относительно небольших площадей – до 100 м2, поэтому чаще всего устанавливаются в квартирах или маленьких дачных домиках. Их крепят на специальные кронштейны к любой вертикальной поверхности, которая выдержит такую нагрузку.

Напольные котлы – довольно громоздкие устройства, зато могут обеспечить дом площадью до 200 м2 теплом и бесперебойной подачей воды, причем накопительные емкости могут либо встраиваться в сам прибор (что значительно увеличивает его габариты), так и монтироваться отдельно

Если квадратура коттеджа превышает 200 м², можно оборудовать котельную с несколькими электрокотлами либо использовать дополнительные источники отопления – твердотопливное оборудование или солнечные батареи.

Расчет необходимой мощности

Самый простой способ – разделить отапливаемую площадь на 10. Считается, что при обогреве 10 м² будет затрачено 1 кВт, но полученная цифра будет весьма условной, ведь такой расчет имеет смысл только для помещений с высотой не более 3 метров.

Кроме того, затраты тепла во многом зависят от наличия утепления, качества окон и их размеров, климатических особенностей местности и материалов, примененных в строительстве дома.

Если же в доме высокие потолки, нужно сначала определить объем помещения (площадь умножить на высоту). Затем уже вычислить необходимую мощность из расчета, что на 1 м3 потребуется 35 Вт.

При покупке рассматривайте модели, мощность которых на 15-20% превышают ваши расчетные показатели – лучше установить котел на более слабый режим, чем мерзнуть холодной зимой при работающем на пределе оборудовании

К полученному результату необходимо добавить «запас»:

• 10% — при большой площади остекления (панорамные окна, веранда и т.д.).
• 15% — при отсутствии домового утепления.
• 10-15% — для местности с холодными зимами.
• 20% — на дополнительную нагрузку при работе ГВС в режиме проточного нагрева.

При расчете требуемой мощности для котлов со встроенным накопителем ориентироваться нужно на указанные производителем данные в техдокументации.

От технических параметров котла зависит и способ его питания. Приборы до 10 кВт можно подключить к обычной сети в 220 В, а более мощные котлы – в трехфазную сеть (причем, на это может потребоваться разрешение от местных энергосетей, если в дом не подведена линия в 380В).

Другие немаловажные нюансы

По принципу нагрева воды двухконтурные электрокотлы можно разделить на проточные и накопительные. Первые – хороший вариант для небольшого дома и семьи, он сможет спокойно обслужить 1-2 точки водоразбора вдобавок к отоплению. Но несмотря на компактность и комфорт в эксплуатации, прибор «2 в 1» имеет значительный недостаток — высокую нагрузку на электросеть.

А вот накопительный агрегат занимает куда больше места из-за дополнительного резервуара, в котором хранится запас горячей воды. Преимущество такого типа оборудования в том, что он сможет снабжать водой в больших количествах и позволяет сэкономить до 10% на электричестве, поскольку не тратит энергию на постоянный нагрев, а только поддерживает ее температуру.

Благодаря утеплительному кожуху, теплопотери воды в емкости за час составят не более 0,5 градуса. В техническом паспорте устройства, предназначенного для подключения к системе ГВС, должна быть указана его пропускная способность – температурный минимум и максимум, объем воды и необходимое время для его нагрева.

Современные электрические котлы позволяют управлять устройством и контролировать температуру отопления в помещении с помощью смартфонов или системы «умный дом»

Дополнительно котел может быть укомплектован:

• Блоком автоматики для дистанционного управления с пульта или через сеть.
• Защитой от замерзания, которая позволит поддерживать минимальную температуру в системе, что актуально для дачных и загородных домов, где нет постоянных жильцов.
• Датчиками, которые отслеживают изменение погоды, включают прибор при понижении температур и выключают в солнечные часы.
• Оборудованием, понижающим температуру воды для подключения к системе «теплый пол».
• Датчиками с возможностью программирования микроклимата во всем помещении или отдельных комнатах по своему усмотрению.

Разумеется, «бонусы» от производителя повышают стоимость прибора, но с их помощью эксплуатировать котел куда комфортнее.

Способы экономии при эксплуатации

Чтобы уменьшить затраты на электроэнергию при использовании электрического котла в качестве отопительного прибора и водонагревателя, нужно снизить общие теплопотери дома.

Прежде всего, стоит заменить старые деревянные рамы современными окнами с 2-3 воздушными камерами и позаботиться об утеплении стен (лучше всего наружном) пенопластом, минватой или другими материалами с низкой теплопроводностью

Другие варианты экономии:

1. Дополнительное подключение или отдельные устройства, работающие на альтернативной энергии (солнечные батареи, ветрогенераторы, дровяной камин), значительно уменьшат потребление электричества.
2. Многотарифный счетчик позволит меньше платить за ночное отопление, а на период утренних и вечерних «часов пик» прибор можно и отключить (дороже всего стоит электроэнергия, израсходованная в промежутках 8.00 – 11.00 и 20.00 – 22.00). А если дополнить систему внешним теплоаккумулятором, можно накапливать ночную «дешевую» энергию, чтобы расходовать ее днем.
3. Рекуператор в вентиляционной системе поможет сохранить нагретый воздух внутри дома.
4. Недельный программатор соберет данные о работе системы за указанный период времени, чтобы подобрать наиболее комфортный и экономичный режим эксплуатации с минимальным расходом энергии.
5. Комнатные терморегуляторы будут контролировать изменения в микроклимате дома и передавать данные на встроенный внутри котла датчик, который будет отключать/включать отопление, уберегая от перегрева воздуха и лишних теплопотерь.

При правильной организации работы электрического котла можно снизить потребление электроэнергии и сопутствующие расходы до 40%.

С энергосберегающими вариантами отопления загородной собственности ознакомит следующая статья, детально разбирающая этот весьма интересный вопрос.

Выводы и полезное видео по теме

Рекомендуем ознакомиться с подборкой обзоров и практических советов по применению электрокотлов различной конструкции для отопления и горячего водоснабжения дома.

Нюансы электрического отопления – котлы и другие электроотопительные приборы, расчет мощности оборудования и затрат на отопительный сезон:

Хотя двухконтурные электрокотлы кажутся весьма комфортными в использовании, прежде чем отправляться за покупкой, подсчитайте расходы на электричество за холодный период года или обратитесь к теплотехникам.

Возможно, вам посоветуют более экономную систему с одноконтурным котлом с бойлером косвенного нагрева или спроектируют комбинированное отопление, где «прожорливость» электроприбора будет компенсироваться дополнительными источниками энергии.

Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Расскажите, что для вас стало решающим аргументом в выборе модели двухконтурного котла. Делитесь полезными сведениями, которые пригодятся посетителям сайта, задавайте вопросы.