Двуконтурен електрически котел: устройство, разбор на предимствата и недостатъците + какво да имате предвид при избора

Ако няма възможност да се вкара газ в къщата, проблемът с автономното отопление и подгряването на вода трябва да се реши с помощта на алтернативни източници на енергия. Може да се инсталират слънчеви генератори, да се топят с дърва или пелети. Обаче най-доброто решение може да бъде двуконтурен електрически котел.

В представената от нас статия подробно е описан принципът на работа и разновидностите на оборудването, което преобразува електрическата енергия в топлинна. Изброени са ориентири, които бъдещите собственици на агрегата трябва да вземат предвид преди неговото закупуване. Дадени са препоръки за икономична експлоатация.

Принцип на работа на устройството

Конструкцията на двуконтурния котел предвижда разполагането в един уред на два нагревателни елемента за загряване на вода и топлоносител. Системата работи благодарение на преобразуването на електрически ток в топлинна енергия.

Конструкционни особености на двуконтурния котел

За отопление на помещението към котела се свързва отоплителен кръг от затворен тип, по който се движи топлоносителят. Вторият тръбопровод е предназначен за подаване на гореща вода, която се подгрява във вграден акумулационен съд или по проточен принцип.

През топлия сезон отоплението може да се изключва и котелът да се използва само като бойлер.

Двата кръга на електрическия котел могат да функционират както независимо един от друг, така и едновременно, отоплявайки къщата и загрявайки вода

Уредът се състои от следните основни елементи:

• корпус с топлоизолация, входна и изходна арматура;
• топлообменник, по който циркулира топлоносителят;
• система за управление и блок за автоматика, позволяващ задаването на температурни параметри и изключване/включване на уреда;
• нагревателно устройство;
• разширителен съд за изпускане на налягане;
• предпазен клапан;
• въздухоотводчик (автоматизиран или ръчен) за отвеждане на въздушни тапи;
• циркулационни помпи за системата за топла вода и отопление;
• група за безопасност с температурни датчици и релета.

Принципът на работа на електрокотела се състои в топлообмен: циркулационна помпа изпомпва вода вътре в съда, която се загрява до определена температура от термоелемента и се извежда или в отоплителния кръг, или в системата за топла вода.

По същество двуконтурният електроуред, подобно на газовия си аналог, може да изпълнява функцията и на домашно котелно помещение, и на проточен нагревател за вода.

Предимства и недостатъци на електрооборудването

Електрическото отопление спада към екологично чистите начини за отопление, тъй като не замърсява въздуха с дим и сажди както твърдогоривния котел, или с въглероден окис и други вредни емисии като газовото оборудване.

Освен това, особеността на работата на електрическото отопление практически изключва аварийни форсмажори при изтичане на вода – ако в системата няма топлоносител, оборудването автоматично се изключва.

Електрическият котел има отличен показател на КПД – 95-99%, но дори такава висока топлоотдача не компенсира голямото потребление на електричество, затова в сравнение с газовия котел електрическият уред губи.

Също така към общите плюсове на електрическото оборудване спадат:

• Лесен монтаж – няма нужда от оборудване на комин, система за принудителна вентилация, прокарване на газопровод и получаване на куп разрешения, както при инсталиране на газов котел.
• Безопасност – вероятността от изтичане или кипене на електрическия котел е много малка, освен това конструкцията на уреда не предвижда използване на открит пламък, леснозапалими материали и взривоопасен газ.
• Компактни размери – важен момент за малки помещения. Освен това уредът може да се инсталира не само в специално предвидените от проекта места (като газовото оборудване), а на всяко удобно място, където има възможност за свързване към електропреносната мрежа и отоплителната система.
• Безшумност – електрическият котел работи без вибрации, «емисии» и други звуци, с които грешат твърдогоривните и газовите уреди.
• Достъпна цена както на самия уред, така и на неговия монтаж и поддръжка.

Що се отнася до недостатъците, един от най-съществените е цената на потребяваната енергия. Ако става въпрос за електрическо отопление и БГВ (битово горещо водоснабдяване) за голяма къща, сумите ще бъдат внушителни.

Затова няма да бъде излишно да се направи поне приблизително изчисление на потреблението преди покупката, след като се анализира информацията за площта, разхода на вода и мощността на уреда. А след това да се реши – струва ли си играта такива разходи.

Съществено намаляване на разходите ще помогне инсталирането на специални контролери, акумулаторни устройства и диференцирани електромери, работещи в режим «ден-нощ»

Други недостатъци:

• Зависимост от електроснабдяването – в райони с постоянни прекъсвания на електричеството инсталирането на такъв отоплителен уред губи смисъл. Впрочем, ако прекъсванията са случайни, а не са норма на живот, проблемът може да се реши с покупка на генератор, който натрупва енергия.
• Скокове на мрежовото напрежение вредят на чувствителната автоматика на котела, затова преди инсталиране на оборудването е добре да се закупят добри стабилизатори на енергия.
• Отлагане на накип. Тъй като за горещо водоснабдяване се използва течаща вода, топлонагревателните елементи постепенно се покриват с накип, която трябва да се отстранява от оборудването. Решението може да бъде поставянето на филтри на входа на студената вода и редовно сервизно обслужване.

Освен това, преди да инсталирате електрически котел, трябва да разберете дали вашата домашна мрежа е изчислена за такова натоварване. Например, за площ от 200 квадрата ще са необходими не по-малко от 16-20 kW.

И това само за отопление, без да се вземат предвид другите електроуреди. И ако в новите вилни комплекси такава мощност е предвидена чрез свързване към трифазна мрежа, то за вилен парцел обикновено се отделят не повече от 10 kW.

Видове електрически котли

Съвременните електрокотли се комплектоват с нагреватели с различен принцип на работа. Но едновременно да се използват и за отопление, и за горещо водоснабдяване могат само уредите с ТЕН конструкция.

Свързването на електрически котел към отоплителната система и ГВС най-често предвижда инсталиране на бойлер с топлообменник или резервоар за натрупване на гореща вода.

Други видове оборудване могат да се използват за ГВС само ако към отоплителния кръг се свърже бойлер с косвено загряване.

Електроуреди с ТЕН

В най-разпространените модели електрокотли са вградени нагревателни елементи – ТЕН-и, които са изработени от керамика или метал, имат форма на пръти, спирали или извит под формата на дъга кух прът, вътре в който е поставена нишка с определено съпротивление. Те служат като „посредници“, като се нагряват при преминаване на електрически ток и предават топлината на водата.

Схема на устройството на двуконтурен електрокотел. Броят на елементите зависи от мощността на уреда и неговия вътрешен обем, но допълнителните ТЕН-и не само увеличават скоростта на загряване, а и разходите за електроенергия и сервизно обслужване.

Основният недостатък на уреда е бързото образуване на накип по ТЕН-ите, което влошава неговата работоспособност. Например, при дебелина на варовиковия налеп само 0,5 mm, КПД на уреда намалява с 10% от номиналната стойност, а при 2 mm – с 35-40%!

В резултат на това уредът загрява водата по-бавно, поради което разходът на електроенергия се увеличава. Затова котелът се нуждае от постоянни почиствания и периодична смяна на повредените нагревателни елементи.

За да се удължи експлоатационният живот на нагревателния елемент (ТЕРМОЕЛЕКТРИЧЕСКИ НАГРЕВАТЕЛ), се препоръчва използването на система от филтри за пречистване или добавяне на специални омекотителни средства към топлоносителя, а в отоплителния кръг да се налива дестилирана вода.

Освен това котлите с нагревателен елемент изискват редовно сервизно обслужване, тъй като става дума за безопасна употреба на оборудването. Нагревателният елемент постепенно се износва и може да изгори.

Ако това стане с разхерметизиране на корпуса – още е полубеда. В този случай нагорещеният нихром просто се разпръсква при контакт с водата и не представлява опасност за човека. Но ако отделеният елемент остане в неповреден корпус и продължи да работи, целият метален корпус, благодарение на проводника-вода, ще се окаже под напрежение.

Индукционно отоплително оборудване

Работата на индукционния котел се основава на магнитната индукция, която позволява преобразуването на електричеството в топлинна енергия. Вътре в корпуса се намира първичен кръг с индуктивна бобина, която при подаване на напрежение създава променливо магнитно поле.

В резултат на това възникват така наречените токове на Фуко (или вихрови), които нагряват метала, а той предава топлината си на циркулиращия топлоносител.

Проверените във времето котли с нагревателни елементи могат спокойно да се инсталират дори в жилищна стая, а за индукционните уреди е по-добре да се предвиди отделно помещение – въпреки рекламните твърдения на производителите, медицината не е потвърдила безвредността на електромагнитните полета за човека.

Предимства на индукционните котли в сравнение с ТЕН-овите уреди:

• Най-високото ниво на КПД – 98-99%.
• Голяма площ за нагряване и съответно по-бърз пренос на топлина.
• Върху нагревателния елемент не се образува котлен камък.
• Напълно автономни са и не изискват сервизно обслужване.
• Освен вода като топлоносител могат да се използват нефтопродукти и масло.

Основният недостатък на тези уреди е високата цена и необходимостта от свързване на бойлер за косвен нагрев или акумулационен съд за осигуряване на топла вода в дома. Ето защо, въпреки редицата предимства на индукционното оборудване, палмата на лидерството в потребителското търсене здраво се държи от двуконтурните ТЕН-ови котли.

Котли с електродни нагреватели

Работата на електродния котел се основава на високите показатели на топлопроводност на водата. Вътре в корпуса са разположени отрицателни и положителни електроди, които произвеждат електрически ток, между тях циркулира топлоносителят.

Нагряването става благодарение на енергията, която се отделя при разцепването на молекулите на заредени йони, и тяхното движение към електрода със съответната полярност. Благодарение на това нагряването на водата в камерата на котела става практически мигновено.

Задължително условие за електродния котел – добра заземителна връзка, тъй като уредите се отнасят към потенциално опасни устройства и корпусът може да „пробива“ със силен токов заряд

Предимства на електродните котли в сравнение с ТЕН-овите уреди:

• Нагряват водата 10 пъти по-бързо
• Харчат с 20-30% по-малко електроенергия
• Имат компактни размери дори при висока производителност (най-често моделите са представени в стенен вариант)
• Не се повреждат при скокове на напрежението

Но поради съществени недостатъци електродните котли все още не са получили широко разпространение. Използват ги основно за отопление, но организирането на втори контур за БГВ е възможно при условие на дооборудване на системата с бойлер за индиректно нагряване

Тези уреди са много взискателни към състава на течността, която е топлоносител. Обикновената чешмяна вода е изключена, препоръчва се използване на специална течност с балансиран солеви състав. Освен това, електродите в процеса на работа постепенно се разтварят и изискват подмяна

Електродните котли са много компактни, но не се отличават с висока мощност, поради което за отопление на големи площи са предвидени модули с няколко последователно свързани уреда

За безопасна употреба електродният котел се препоръчва да се оборудва с допълнителен комплект автоматика, който се продава отделно и често струва повече от самия уред. Преди всичко това са циркулационна помпа и електронен регулатор на температурата, който управлява температурата на нагряване

Необходим е и контролер на тока, регулиращ силата на тока, с възможност за изключване на оборудването, за да не се допусне кипене на водата

На какво да обърнете внимание при покупка?

Когато сте разбрали кой точно вид уред искате да купите, е време да помислите за неговите размери и технически параметри

Най-често електрокотлите се монтират в кухнята, но може да се оборудва и мини-котелно помещение, което ще позволи да се скрият малопривлекателните комуникации и допълнителното оборудване (акумулационен съд, бойлер за индиректно нагряване и т.н.)

Избор на уреда по начин на монтаж

Независимо от вида на конструкцията, всички двуконтурни котли могат да се разделят на две големи групи – стенни и подови. Габаритите и изборът на модел пряко зависят от площта, която трябва да отоплите, както и от количеството свободно място под самия уред

Стенният котел се отличава от подовия с малки размери – при необходимост може да се скрие във висящ шкаф, но дори и незамаскираният уред не изглежда обемист и прекрасно хармонира с друга битова техника

Окачените уреди са предназначени за отопление на относително малки площи – до 100 м2, затова най-често се монтират в апартаменти или малки вили. Те се закрепват със специални скоби към всяка вертикална повърхност, която може да издържи такова натоварване.

Подовите котли са доста обемисти устройства, но могат да осигурят на къща с площ до 200 м2 топлина и непрекъснато подаване на вода, като акумулиращите резервоари могат да бъдат вградени в самия уред (което значително увеличава размерите му) или да се монтират отделно.

Ако квадратурата на къщата надвишава 200 м², можете да оборудвате котелно помещение с няколко електрически котли или да използвате допълнителни източници на отопление – твърдогоривно оборудване или слънчеви батерии.

Изчисляване на необходимата мощност

Най-простият начин е да разделите отопляемата площ на 10. Счита се, че при отопление на 10 м² ще се използва 1 кВт, но получената цифра ще бъде доста условна, тъй като такова изчисление има смисъл само за помещения с височина не повече от 3 метра.

Освен това, топлинните разходи до голяма степен зависят от наличието на изолация, качеството на прозорците и техните размери, климатичните особености на района и материалите, използвани в строителството на къщата.

Ако в къщата има високи тавани, трябва първо да определите обема на помещението (площта да се умножи по височината). След това да изчислите необходимата мощност от изчислението, че на 1 м3 са необходими 35 W.

При покупка разглеждайте модели, чиято мощност е с 15-20% по-висока от вашите изчислени показатели – по-добре да настроите котела на по-слаб режим, отколкото да мръзнете през студена зима с работещо на предела оборудване.

Къ получения резултат е необходимо да добавите „резерв“:

• 10% – при голяма площ на остъкляване (панорамни прозорци, веранда и т.н.).
• 15% – при липса на изолация на къщата.
• 10-15% – за райони със студени зими.
• 20% – за допълнително натоварване при работа на БГВ в режим на проточен нагревател.

При изчисляване на необходимата мощност за котли с вграден акумулатор трябва да се ориентирате по данните, посочени от производителя в техническата документация.

От техническите параметри на котела зависи и начинът на захранването му. Уредите до 10 kW могат да се свържат към обикновена мрежа 220 V, а по-мощните котли – към трифазна мрежа (като за това може да се изисква разрешение от местните електроразпределителни мрежи, ако към къщата не е докарана линия 380 V).

Други немаловажни нюанси

По принципа на загряване на водата двуконтурните електрически котли могат да се разделят на проточни и акумулационни. Първите са добър вариант за малка къща и семейство, те могат спокойно да обслужат 1-2 точки на водочерпене в допълнение към отоплението. Но въпреки компактността и удобството при експлоатация, уредът «2 в 1» има значителен недостатък – високо натоварване на електрическата мрежа.

А ето акумулационният агрегат заема много повече място поради допълнителния резервоар, в който се съхранява запасът от гореща вода. Предимството на този тип оборудване е, че той може да снабдява с вода в големи количества и позволява да се спестят до 10% от електроенергията, тъй като не изразходва енергия за постоянно загряване, а само поддържа нейната температура.

Благодарение на изолационния кожух, топлинните загуби на водата в съда за час ще възлизат на не повече от 0,5 градуса. В техническия паспорт на устройството, предназначено за свързване към системата за БГВ, трябва да бъде посочена неговата пропускателна способност – температурен минимум и максимум, обем вода и необходимото време за неговото загряване.

Съвременните електрически котли позволяват да се управлява устройството и да се контролира температурата на отоплението в помещението с помощта на смартфони или система «умна къща»

Допълнително котелът може да бъде комплектуван с:

• Блок за автоматика за дистанционно управление от дистанционен пулт или чрез мрежа.
• Защита от замръзване, която ще позволи да се поддържа минимална температура в системата, което е актуално за вили и крайградски къщи, където няма постоянни жители.
• Датчици, които следят изменението на времето, включват уреда при понижаване на температурите и го изключват в слънчеви часове.
• Оборудване, понижаващо температурата на водата за свързване към система «топъл под».
• Датчици с възможност за програмиране на микроклимата в цялото помещение или в отделни стаи по свое усмотрение.

Разбира се, «бонусите» от производителя повишават цената на уреда, но с тяхна помощ експлоатацията на котела е далеч по-комфортна.

Начини за икономия при експлоатация

За да се намалят разходите за електроенергия при използване на електрическия котел като отоплителен уред и бойлер, трябва да се намалят общите топлинни загуби на къщата.

Преди всичко, струва си да се заменят старите дървени дограми с модерни прозорци с 2-3 въздушни камери и да се погрижим за изолацията на стените (най-добре външна) с полистирол, минерална вата или други материали с ниска топлопроводимост.

Други варианти за икономия:

1. Допълнително свързване или отделни устройства, работещи на алтернативна енергия (слънчеви батерии, ветрогенератори, дървен камин), значително ще намалят консумацията на електроенергия.
2. Многотарифният брояч ще позволи да се плаща по-малко за нощно отопление, а в периодите на сутрешните и вечерните „часове пик“ уредът може да се изключва (най-скъпа е електроенергията, изразходвана в интервалите 8.00 – 11.00 и 20.00 – 22.00). А ако системата се допълни с външен топлинен акумулатор, може да се натрупва нощна „евтина“ енергия, за да се използва през деня.
3. Рекуператорът във вентилационната система ще помогне да се запази нагрятият въздух вътре в дома.
4. Седмичният програматор ще събере данни за работата на системата за посочения период от време, за да избере най-комфортния и икономичен режим на експлоатация с минимален разход на енергия.
5. Стайните терморегулатори ще контролират промените в микроклимата на дома и ще предават данни на вградения вътре в котела датчик, който ще включва/изключва отоплението, като предпазва от прегряване на въздуха и излишни топлинни загуби.

При правилна организация на работата на електрическия котел може да се намали потреблението на електроенергия и съпътстващите разходи до 40%.

С енергоспестяващите варианти за отопление на крайградска собственост ще ви запознае следващата статия, която подробно разглежда този много интересен въпрос.

Изводи и полезно видео по темата

Препоръчваме да се запознаете с подборка от обзори и практически съвети за прилагане на електрокотли с различна конструкция за отопление и горещо водоснабдяване на дома.

Нюанси на електрическото отопление – котли и други електроотоплителни уреди, изчисляване на мощността на оборудването и разходите за отоплителния сезон:

Въпреки че двуконтурните електрокотли изглеждат много удобни за използване, преди да отидете да купувате, пресметнете разходите за електричество за студения период на годината или се обърнете към топлотехниците.

Възможно е да ви посъветват по-икономична система с едноконтурен котел с бойлер за косвен нагрев или да проектират комбинирано отопление, при което „лакомията“ на електроуреда ще се компенсира от допълнителни източници на енергия.

Пишете, моля, коментари в разположения по-долу блок. Разкажете какво за вас беше решаващият аргумент при избора на модел двуконтурен котел. Споделяйте полезни сведения, които ще бъдат полезни на посетителите на сайта, задавайте въпроси.