Електричні котли для опалення приватного будинку: порівняння з іншими і скільки споживає

Вже давно стерлися чіткі межі в поділі по ефективності і доцільності електричних, газових і твердопаливних котлів. Зупинивши свій вибір на електриці, виникає ще ряд питань, адже є ТеНові, електродні, індукційні варіації і складно сказати без докладного розбору, які електричні котли для опалення приватного будинку краще.

ТеНові

Як нагрівальний елемент використовуються ТЕНи, здатні перетворити практично без втрат електрику в тепло. Являють собою тугоплавкий провідник з низьким провідникові. Він здатний витримати великий струм і при цьому не розплавитися. Для захисту провідника використовується ізолятор, частіше керамічний, і металева оболонка, частіше мідна, для захисту всього пристрою від впливу води або іншого теплоносія.

Нагрівальні елементи закріплюються всередині накопичувального резервуара. Контакти для харчування виводяться назовні, а місця стиків корпусу резервуара і ТЕНів герметично запаюється, виключаючи витікання теплоносія.

Основний процес в котлі – це безпосередній теплоперенос від нагрівального елементу до води. Використовується від одного до трьох, іноді чотирьох, тенів, здатних забезпечити належну потужність.

Схема пристрою ТеНові електричного котла

Характеристики ТЕНових котлів опалення для приватного будинку:

  • ККД – 96-99%;
  • Потужність від 1.5 кВт до 60;
  • Харчування однофазне (220), трифазне (380), 50-60 Гц;
  • Джерело тепла – ТЕН з тугоплавким провідником, ізольованим керамічним діелектриком і мідної оболонкою;
  • Варіант виконання теплообмінника – з накопичувальною ємністю, проточний.

Особливості

Ступінчаста регулювання потужності 1/2, 1/3, 2/3 і повна потужність при залученні різного числа ТЕНів.

Пожежна і електрична безпека. Повний ізолювання електричної частини від теплоносія і навколишнього середовища.

Котел потужністю 10 кВт зробить 1 Гкал тепла за 116 годин, витративши на це в цілому 1163 кВт / год електроенергії, при практично 100% ККД.

Доступна ціна.

Виходячи з вартості одного кіловата енергії, можна підрахувати витрати на виробництво однієї гігакалорії тепла. Це важливий показник, який дозволить в результаті порівняти ефективність електричних котлів різної конструкції і працюють на інших типах палива.

недоліки

Часто озвучується проблема з накипом на ТЕНах. Однак сама по собі накип навіть не знижує ККД, тільки підвищує ризик виходу нагрівального елементу з ладу. Знижує термін його служби. Тепло все одно буде надходити в теплоносій, просто тому, що йому більше нікуди діватися. В умовах автономного опалення приватного будинку цю проблему легко вирішує підготовка теплоносія. Використання демінералізованої води і спеціальних наповнювачів для збільшення тепловіддачі захистить більш ніж повністю тени від появи накипу.

електродні

З’явилися електродні котли порівняно недавно. У них використовується новий спосіб безпосереднього нагріву теплоносія. Електричний струм пропускається через теплоносій з виділенням тепла. Такий підхід покликаний вирішити дві проблеми:

  • Знизити інертність системи, підвищити швидкість нагріву теплоносія.
  • Усунути проблему накипу і відкладень. Електроди покриваються накипом, металами або солями навіть в ході передбачуваного електролізу, він просто неможливий за рахунок постійної зміни полярності на частоті живильної мережі – 50 Гц.

З поставленими завданнями конструкція справляється, однак з’являється цілий ряд нюансів і особливостей, без яких очікувати хорошу віддачу не варто.

Схема пристрою електродного котла

Електродні котли цілком залежать від складу теплоносія, він повинен мати гарну провідність і при цьому не викликати утворення агресивних з’єднань під впливом електричного струму. Споживана потужність залежить від питомої опору теплоносія (складу), його температури, відстані між електродами і їх діаметром.

Все це призводить до нелінійної залежності споживаної потужності від температури рідини. При низьких температурах споживана потужність і кількість виділеної теплоти нижче, при підвищенні температури в системі опалення підвищується споживання електрики і швидкість подальшого наростання температури.

На номінальну потужність котел виходить тільки при температурі теплоносія в 75-90 оС.

Електродні котли по визначенню тільки проточного типу. Потрібно підтримувати постійний рух теплоносія, щоб попередити перегрів і закипання води. Електродні котли мають найкомпактніше виконання в порівнянні з тенів або індукційними конструкціями.

Характеристики:

  • ККД – до 99%;
  • Номінальна потужність – від 2 кВт до 36 кВт;
  • Харчування – однофазне (220), трифазне (380), частота 50-60 Гц;
  • Джерело тепла – струм, що пропускається через теплоносій;
  • Варіант виконання теплообмінника – проточний.

Особливості

Обов’язкова підготовка теплоносія. Питома теплоємність при + 15оС повинна становити не менше 1000-1200 Ом * см.

Обов’язкова наявність потужного заземлення. Категорично заборонено використовувати котел без заземлення.

У разі використання ПЗВ (Пристрій Захисного відключення) котел підключають строго перед ним. Робота в одній мережі неможлива через наявність великих точок витоку.

При використанні алюмінієвих радіаторів або будь-яких інших елементів з цим металом потрібне додаткове підвищення провідності теплоносія спеціальними складами.

При дотриманні всіх інших вимог можна використовувати паралельно з іншими типами котлів в якості резерву.

недоліки

Власне величезна кількість обов’язкових експлуатаційних вимог є основним недоліком електродних котлів опалення.

Далеко не всіма котлами можна управляти за допомогою програматора, і встановлювати режими роботи відмінні від підтримування заданої температури теплоносія.

Домогтися покладеного ККД в 99% на практиці дуже складно. Наявність струмів витоку здатне знизити ефективність до 10-15%, і до цього ще й створити проблеми з наявністю істотних струмів на металевих поверхнях системи опалення та заземлення.

Висока вартість.

індукційні

Для нагріву води використовуються електромагнітні хвилі і індукційні струми, що наводяться ними на внутрішній металевій поверхні теплообмінника. В основі пристрою індукційна котушка, яка є первинною обмоткою трансформатора, другий «обмоткою» є корпус теплообмінника і трубчастий лабіринт, по якому тече теплоносій. Вся потужність, прикладена до вторинної обмотці, переходить в теплову енергію, адже вона є короткозамкненою.

Харчування котушки може виконуватися на частоті від 50 Гц і до декількох сот кілогерц. З підвищенням частоти збільшується і ефективність нагріву, проте потрібні більш дорогі схеми управління.

Схема пристрою індукційного котла

Характеристики:

  • ККД – до 90-98%;
  • Номінальна потужність – від 3 кВт до 40 кВт;
  • Харчування – однофазне (220), трифазне (380), частота 50-60 Гц;
  • Джерело тепла – індукційний нагрів;
  • Варіант виконання теплообмінника – проточний.

Особливості

Нагрівається вся внутрішня поверхня теплообмінника, рідина швидше прогрівається, при цьому з меншим перепадом температур.

Немає прямого контакту індукційної котушки з теплоносієм, заставу довговічності системи і практично повна незалежність від складу рідини.

Можлива плавне регулювання потужності і запрограмована робота котла.

недоліки

Заявлений ККД можна очікувати тільки від якісних індукційних котлів відомих виробників. Частина енергії просто розсіюється у вигляді електромагнітних хвиль.

Розміри котла малої потужності на 3-5 кВт більше за габаритами ТЕНових.

Висока вартість.

Порівняння з іншими типами

Для наочності важливо порівняти параметри електричних котлів з газовими, твердопаливними і працюють на рідкому паливі.

Вид палива нижча теплота
згоряння
ККД
котла,%
Кількість палива для вироблення 1 Гкал системою опалення з урахуванням ККД
Кам’яне вугілля 5 200 ккал / кг 85 164,05 кг
Природний газ (метан) 8 600 ккал / м3 93 107,88 м3
Пелети з дерева 3 800 ккал / кг 90 236,7 кг
електричний котел 100 1 163 кВт / год
Зріджений газ 10 700 ккал / кг 93 86,49 кг
Дизельне паливо 10 200
(8 568)
ккал / кг
(Ккал / л)
93 107,88 л

Знаючи вартість конкретного типу палива в своєму регіоні, можна визначити витрати на вироблення 1 Гкал тепла. Вартість тепла, виробленого електричним котлом, істотно вище, ніж у аналогів, які працюють на газу або твердому паливі, практично для всіх регіонів країни. Однак слід враховувати, що вартість самого котла і його установки навпаки істотно нижче.

Різниця в комфорті експлуатації, можливості автоматизувати процес роботи котла колосальна. Електричний котел налаштовують на роботу за розкладом з вибором потужності, температури теплоносія та інших важливих параметрів, що в сумі дає реальну економію до декількох разів. Для цього потрібен досить недорогий програматор, який підійде для більшості моделей.

Газові та твердопаливні котли можна лише вручну контролювати по потужності, що часто ігнорується, виставляючи усереднене постійне значення температури води. Аналогічна ж система автоматизації для цих типів палива обійдеться в кілька разів дорожче, ніж самі котли.

Як вибрати

Основне питання, на який конструкції котла зупинити свій вибір?

Два основних критерії, які призводять до вибору електричного котла:

  • Низька вартість устаткування і установки;
  • Складність або неможливість налагодити постачання і зберігання іншого типу палива.

Якщо орієнтуватися тільки на ці два критерії і згадати про високу вартість електроенергії, то оптимальним вибором буде простий ТЕНовий котел з програматором. Він довговічний і володіє найменшим числом експлуатаційних особливостей. Як і з будь-яким іншим типом котла потрібна підготовка теплоносія, що в умовах приватного будинку легко вирішується, притому підготовка для ТеНові опалення найпростіша. Досить використовувати демінералізовану воду.

Програматор дозволить задати оптимальний режим роботи. Враховується навіть різниця у вартості електроенергії в денний і нічний час, а також час знаходження людей в будинку, коли потрібно максимальний прогрів. Все це призводить до оптимізації витрат електроенергії та економії.

Порівнявши реальні витрати на установку і обслуговування ТеНові котла за п’ять років експлуатації можна зовсім не побачити різницю з газовим обладнанням і тим більше з твердопаливним. На додаток незмірно підвищується комфорт.

У електродного котла є одна незаперечна перевага – висока швидкість нагріву теплоносія. До цього додається один наслідок: він відмінно підходить для установки в систему опалення природної циркуляції, адже створює потужний потік на виході за рахунок великого перепаду температур.

Однак наявність величезного числа вимог до якості теплоносія, способу підключення і т.п. на додаток до високої вартості ускладнюють вибір саме електродної конструкції.

Індукційний котел опалення для приватного будинку можна назвати найоптимальнішим варіантом, якщо є можливість викласти відразу велику суму на придбання обладнання. Природно сенс в придбанні такого дорогого устаткування буде тільки при комплектації його нормальним программатором і вибором оптимального режиму роботи.

Скільки споживає в місяць електрики

Розрахунок актуально проводити для котлів різної потужності, щоб визначити порядок чисел, які можна буде побачити в квитанції по оплаті електрики, а можливо задуматися про утеплення будинку. В утепленому будинку буде потрібно устаткування меншої потужності при тому ж кінцевому результаті.

Потужність, кВт 3 4,5 6 8 12 15
Опалювальна площа, м2 < 25 26-35 40-50 51-75 90-110 111-140
Число годин роботи котла при максимальному навантаженні і запасі потужності 20%  

570 *

Витрати електроенергії при максимальному навантаженні, кВт / год 1710 2565 3420 4560 6840 8550
Число годин роботи в оптимальному режимі з програматором  

290 **

Витрати електроенергії оптимального режиму, кВт / год 870 1305 1740 2320 3480 4350

* У максимальному режимі враховується запас потужності, при якому нагрівальний елемент працює періодично (число годин в місяць 720 * 20%).

** В оптимальному режимі враховується час в будні дні, коли нікого немає вдома, і потрібно тільки підтримати температуру, час активної роботи вранці і ввечері, а також підтримка температури в нічний час.

Дані в таблиці розраховані і представлені, що не відштовхуючись від підтримки конкретної температури в приміщенні, і з застереженням, що вибрано оптимальне по потужності обладнання. Це дозволяє порівняти приблизний порядок чисел при використанні електричного котла опалення для приватного будинку.

З огляду на ціну на електрику, можливість поділу нічного і денного споживання з різними тарифами, а також особливості теплопостачання будинку, в окремому випадку споживання може виявитися ще на 10-25% нижче.

Основна перевага електричних котлів якраз і полягає в можливості максимальної оптимізації роботи системи опалення з отриманням економічної вигоди і для підвищення комфорту.

Ссылка на основную публикацию