Электрокотел с насосом и расширительным баком: особенности конструкции

Электрокотел с насосом и расширительным баком – наиболее удобный отопитель. Потенциальному покупателю необходимо знать, как подобрать мощность агрегата и правильно его подключить. Небольшая хитрость поможет снизить затраты на оплату энергоносителя.

Особенности конструкции электрического котла с насосом и расширительным баком

Прибор имеет все необходимое для работы системы отопления. Пользователю остается лишь подсоединить к нему трубы.

В теплоизолированном корпусе помимо помпы и расширительного бачка имеются:

теплообменник;
элементы нагрева – ТЭН, электроды или катушка (индукционный котел);
система автоматики, включающая в себя контроллер с дисплеем и термодатчики;
группа безопасности – манометр, предохранительный клапан и воздухоотводчик;
грязевик для грубой очистки теплоносителя.

В некоторых моделях фильтров нет. Рекомендуется установить их дополнительно, особенно если отопительный контур эксплуатируется уже много лет.

Преимущества

Популярность электрокотлов с насосом для отопления объясняется следующими положительными характеристиками:

Богатство ассортимента
. В продаже представлены модели различной мощности, что дает возможность обзавестись именно той маркой, которая более всего соответствует условиям эксплуатации. Таким образом можно подобрать обогревающий прибор как для дачного дома, так и для промышленного помещения: в наличии всегда есть варианты с подходящими параметрами.
Экономичность
. Благодаря высокой энергетической эффективности современных отопительных котлов электрического типа (их КПД приближается к 99%) их использование позволяет сэкономить значительные финансы. Дополнительному экономическому эффекту способствует применение циркуляционной помпы, являющейся частью самой конструкции. Имея небольшое потребление энергии, она, тем не менее, заметно увеличивает скорость прохождения теплоносителя по всем трубам. Как результат, помещения прогреваются в разы быстрее.
Экологичность
. Подобная отопительная система во время своей работы не выделяет продукты сгорания. Поэтому нет необходимости тратить деньги на организацию дымохода и обеспечение дополнительного притока воздуха. По этой причине электрические котлы нашли широкое применение в городских квартирах и офисных помещениях. Важно помнить, что отсутствие дыма не означает, что вентиляция в доме может быть плохой.
Удобство управления
. Этому способствует максимальная оптимизация контролирующих и управляющих приборов. Как результат, следить за работой отопительного оборудования может даже дилетант. Большая часть представленных на рынке моделей оснащаются автоматическими управляющими блоками: это позволяет прибегать к настройке работы системы в очень редких случаях.

Оборудование данного типа в состоянии не только отапливать помещения, но также покрывать нужду в горячей воде. Чтобы оптимизировать систему водоснабжения, потребуется монтаж расширительного бойлера и бака объемом от 80 литров.

Как работает

Проходящая через теплообменник рабочая среда набирает температуру одним из следующих способов:

ТЭНами. Нагреватель представляет собой заполненную песком трубку с нихромовой спиралью внутри. При протекании через нее тока нить раскаляется за счет высокого электрического сопротивления. Котлы этого типа наиболее распространены.
Электродами. Напряжение подается на металлические стержни, встраиваемые в теплообменник. Ток протекает через рабочую среду, повышая ее температуру.
Катушкой. Создается переменное электромагнитное поле, наводящее в стенках теплообменника и расположенном внутри него сердечнике вихревые токи (индукция). Они обуславливают нагрев материала и контактирующей с ним рабочей среды.

Электродные котлы превосходят ТЭНовые по таким параметрам:

стоимость – трубчатый элемент дороже в изготовлении, чем электрод (отрезок проволоки);
безопасность – невозможна работа «всухую», поскольку теплоноситель является проводником, и в условиях его отсутствия ток не течет.

Но они менее удобны в эксплуатации по следующим причинам:

требуется обеспечить точную концентрацию солей в теплоносителе, чтобы его сопротивление находилось в заданных инструкцией пределах;
периодически приходится менять электроды – они растворяются в рабочей среде.

Преимущества индукционных котлов в сравнении с ТЭНовыми следующие:

не нарушена целостность теплообменника, значит, нет риска протечек;
большая площадь нагрева.

Существенный недостаток – высокая стоимость, в несколько раз больше, чем у ТЭНового аналога.

Таким образом, по сочетанию цены и практичности котлы с трубчатыми элементами превосходят все прочие, чем и объясняется их популярность.

Производительность отопителя регулируется автоматикой.

Она тоже выпускается в трех разновидностях:

С сенсором, погруженным в теплоноситель. Самый простой вариант – поддерживается заданный пользователем температурный режим, например 90/80 (подача/обратка).
С выносным термостатом. Более практичный тип – пользователь задает желаемую температуру в помещении, а котел сам подбирает оптимальный режим – 90/80, 70/60 или какой-то другой.
Погодозависимая автоматика. Наилучший вариант – сенсор установлен на улице и отопитель учится подбирать производительность в соответствии с наружной температурой, своевременно реагирует на похолодание и потепление.

Движение рабочей среды в контуре обеспечивается встроенным циркуляционным насосом. Расширительный бачок предотвращает разрыв труб при нагреве теплоносителя.

Предусмотрена защита от замерзания: при остывании рабочей среды до +5 ˚С котел включается автоматически с целью поддержать температуру на этой отметке.

Что значит обогревать воздухом?

Такого рода способ обогрева известен обывателям давно. Ранее обычные дома согревались нагретым воздухом, который от печей, что топились, шел по специально сделанным для этих целей каналам. И в наши дни многие хозяева загородных домов подумывают о том, как сделать своими руками воздушное отопление своего жилища, так как у данного метода обогрева есть очень много преимуществ по сравнению с другими.

Для нагрева комнат используют как внутренние воздушные массы, так и наружные. Если воздух берется лишь с улицы, то такого рода система будет называться приточной. Для этой цели используются вентиляторы приточного типа, именно они прогоняют воздух непосредственно к агрегату отопления.

Полностью схема рециркуляции выглядит так: внутренний воздух все время находится в движении, переходя из горячего состояния в холодное, после этого поступая к нагревательному прибору, где снова нагревается и движется в помещение для отдачи тепла и нового этапа остывания.

Воздушное отопление — это вид отопления, на который нужно обратить свое внимание, если выбор делается в самую первую очередь, чтобы сэкономить. Самый экономичный способ рассчитан на то, что воздух прогревается в калорифере или теплообменнике и по специальным каналам распределяется по комнатам

В каждом помещении около пола можно разместить несколько отверстий, проходя через которые воздух наполнит помещение теплом

Самый экономичный способ рассчитан на то, что воздух прогревается в калорифере или теплообменнике и по специальным каналам распределяется по комнатам. В каждом помещении около пола можно разместить несколько отверстий, проходя через которые воздух наполнит помещение теплом.

Описание типа обогрева

Для начала вам нужно запастись тремя основными составляющими.

Теплогенератором. Для этого чаще всего выбирается отопительный котел или печь. Котел будет работать на любом известном виде топлива или питаться от домашней электросети.
Сетью воздуховодов, что обычно сделаны из оцинкованной стали. Они могут выглядеть неприглядно, но чаще декорируются всевозможными отделочными материалами, чтобы соответствовать дизайну комнаты.
Приточным вентилятором.

Данная конструкция отопления, обустроенная собственными руками, будет хорошо и довольно быстро нагревать любое помещение. В подобную систему можно встраивать климатические устройства, которые летом будут выполнять функцию кондиционера и очистки воздуха. Расположение приборов кондиционирования осуществляют как вверху помещения, так и внизу – это зависит от выбранной схемы отопления при помощи воздуха.

Приточный вентилятор загоняет теплый воздух в каналы. Он устанавливается сразу под камерой сгорания котла и при помощи фильтра очищает воздух от всевозможных примесей и пыли, чтобы подавать его к месту подогрева – в теплообменник. После того как он пройдет по сети воздуховодов, остывающий воздух снова возвращается в теплообменник.

Достоинства и недостатки

Преимущества электрокотла:

Экологичность – отсутствует выхлоп.
Простой монтаж – не нужен дымоход.
Бесшумная работа.
Безопасность – нет открытого огня, а значит, и риска возгорания; не используется взрывоопасное топливо; исключено отравление жильцов угарным или природным газом.
Способность менять производительность по теплу в широких пределах без снижения КПД. Устанавливают несколько ТЭНов, каждый соответствует одной ступени нагрева. В случае с газовым котлом такое возможно только при наличии дорогостоящей модулированной горелки.
Не предъявляются особые требования к вентиляции котельной.

Недостатки:

Высокая стоимость энергоносителя.
Сложность подключения. Электричество распределяют из расчета 7-10 кВт на одно хозяйство. Чтобы запитать котел с большей мощностью, придется добиваться разрешения и менять провод, проложенный от ЛЭП. Иногда такой возможности нет физически. Так, одному из пользователей для подключения отопителя мощностью 15 кВт пришлось оплатить замену трансформатора на подстанции.
Зависимость от работы централизованной сети.

Для снижения затрат действуют по схеме:

оснащают систему отопления теплоаккумулятором – емкостью в минераловатной «шубе», содержащей запас нагретой рабочей среды;
переходят на многоставочный тариф оплаты электричества, предусматривающий скидку в ночное время до 70% (зависит от региона).

Котел работает только в льготный период, нагревая теплоноситель в аккумуляторе до +95 ˚С. Днем кипяток через смесительный узел добавляется в отопительный контур по мере его остывания.

По каким критериям рекомендуется выбирать

Ориентируются на основные параметры котла:

Мощность, т. е. производительность по теплу за единицу времени. У разных моделей варьируется в пределах от 3 кВт до 70.
Объем расширительного бака.
Давление на выходе циркуляционного насоса.

Емкость рабочей части мембранного расширительного бака (другая заполнена воздухом) не должна быть менее 4% объема теплоносителя в системе отопления. На эту величину он расширяется при нагреве. Таким образом, для контура, вмещающего в себя 150 л рабочей среды, подходит котел с бачком на 150 х 0,04 = 6 л.

Давления насоса должно хватать на преодоление гидравлического сопротивления труб и радиаторов. Высоту подъема теплоносителя учитывать не нужно, поскольку контур замкнутый. Т.е. считают по одной формуле, независимо от числа этажей:

P = L / 100, где

P – требуемое давление, атм (бар);
L – длина контура, м.

Пример. Для системы отопления продолжительностью 80 м потребуется насос с подачей 80 / 100 = 0,86 атм. (бар). Подойдет, например, Wilo-Star-RS.

Установка настенного котла

Установка газовых котлов отопления такого типа требует внимательности при монтаже крепежных узлов, которые фиксируются на одной из стен помещения. Такой котел пользуется большой популярностью у владельцев частных или загородных домов, так как он обладает небольшим весом и компактными размерами.

Если дом построен из такого материала, как дерево, то стену, на которую будет устанавливаться котел, необходимо накрыть листом из негорючего материала, например, металла. Нередко в частных домах газовый котел настенного типа монтируется на кухне. Современные устройства обладают привлекательным внешним видом, поэтому впишутся в любой интерьер и будут сочетаться с кухонной мебелью.

Газовый котел настенного типа не требует отдельной котельной, так как он включает в себе все узлы и компоненты, такие как циркуляционный насос, запорная аппаратура, автоматика, и другие. Вам потребуется произвести такой этап, как разводка отопления от газового котла.

Это поможет избежать ошибок, которые могут повлиять на эффективность работы отопительной системы. Если произвести установку своими руками, то необходимо обладать определенными навыками и знаниями, а также взять за основу все требования, которые указаны СНиПом. В противном случае система просто не будет одобрена госслужбами и ей потребуется ремонт газовых котлов отопления.
Дата: 25 сентября 2022

Как рассчитать мощность

Номинальная производительность должна быть равна теплопотерям отапливаемого объекта в самый холодный период года. Расчет выполняется по методике, изложенной в СНиП «Отопление, вентиляция и кондиционирование», с учетом температур, приведенных в «Строительной климатологии».

Учитываются такие факторы:

термическое сопротивление ограждающих конструкций;
разница между внутренней и наружной температурами;
кратность воздухообмена, т.е. производительность вентиляции;
освещенность солнцем (инсоляция) – зависит от ориентации объекта по сторонам света.

Требуется глубокое знание данного вопроса, поэтому рекомендуется поручить расчет инженеру строительной или проектной организации.

Примерно этот параметр можно оценить по следующей формуле:

W = (S / 10) * K, где

W – требуемая мощность, кВт;
S – отапливаемая площадь, кв. м;
K – удельная величина теплопотерь, кВт / 10 кв. м.

Последний показатель зависит от региона:

южная часть России – К = 0,7-0,8;
средняя полоса – К = 1;
северные районы – К = 1,2-2.

Приблизительный расчет подходит для дома стандартной архитектуры с высотой потолка до 3 м, хорошо утепленного и не имеющего панорамного остекления.

Мощность определяет способ подключения к электросети. Для котлов до 7 кВт подойдет однофазная линия напряжением 220 вольт. Для более мощных этого недостаточно. В таких случаях нужен электрический котел для отопления дома 380В.

Правила монтажа электрокотла

При установке и подключении учитывают следующие требования нормативных документов:

Подвесную модель необходимо размещать на негорючей капитальной стене, способной выдержать вес агрегата.
Запрещено устанавливать отопитель рядом с мойкой и в других местах, где на него может попадать вода даже в незначительном количестве.
Температура в помещении – +5 ˚С… +40 ˚С, максимально допустимая относительная влажность – 85%.
Не рекомендуется прокладывать силовой кабель под трубами водопровода или системы отопления. Если это единственный возможный вариант, его помещают в защитный короб или рукав.
Минимальное расстояние от верхней поверхности отопителя до потолка – 200 мм, до пола для подвесных моделей – 1,5 м.
На питающей линии устанавливается выключатель с разомкнутыми контактами. Зазор между ними составляет не менее 3 мм.
Котел подключают через УЗО.
Требуется обеспечить заземление корпуса и системы отопления.
Используется медный провод. Сечение жил определяется в соответствии с номинальной силой тока и способом прокладки (ПУЭ 7, табл. 1.3.4).
При подключении 3-фазной модели автоматический выключатель размещают на стене рядом с ней.

Разрешение Энергонадзора или других служб для монтажа не требуется.

Трубы

Какими трубами можно выполнять монтаж розлива и подводок к котлу и отопительным приборам?

Невысокие эксплуатационные температуры и умеренное рабочее давление допускают использование всех видов металлических, высокотемпературных пластиковых и металлопластиковых труб. Отдельно оговорить нужно лишь применение полипропилена:

Трубы должны быть армированы алюминиевой фольгой. Она уменьшит удлинение трубопровода при нагреве воды в контуре;

Применение полипропиленовых труб без армирования для нужд отопления. Нагревшиеся розливы удлинились и пошли волной.

На длинных прямых участках труб нужны компенсаторы — П-образные, кольцевые или сильфонные. Они не позволят розливу или стояку выгнуться при нагреве воды в трубах;

Кольцевой и сильфонные компенсаторы удлинения для полипропиленовых трубопроводов.

Прямые участки крепятся подвижно, скользящими хомутами;
В концах штроб при скрытой прокладке труб остаются зазоры. Они позволят трубе удлиняться, не разрушая заделку штробы.