Строение электрического водонагревательного котла. Как выбрать водонагревательный котел

Хорошая альтернатива газовому и твердотопливному отопительному оборудованию – электрический водогрейный котел. Абсолютная автономность работы, высокие теплотехнические характеристики и экономичность – все эти и многие другие параметры, являются отличительными признаками электроводогрейного прибора обогрева.

Виды электроводогрейных котлов

Нагрев теплоносителя, в каждом типе электрокотла, происходит по-разному, что и влияет на потребляемое количество электроэнергии, эффективность работы и другие характеристики:

Бытовые водогрейные электрокотлы отопительного типа, отличаются не только принципом работы, но и теплотехническими характеристиками: особенностями эксплуатации, экономичностью, себестоимостью.

Как работает водогрейный электрокотел

1. Косвенным нагревом.
2. Непосредственным воздействием на теплоноситель.

Как обеспечивается нагрев теплоносителя

• Косвенный нагрев – данный принцип работы, используют ТЭНовые и индукционные модели. В колбе, расположен нагреватель, контактирующий поверхностью с теплоносителем.
  Под воздействием электричества, поверхность ТЭНа или индукционного стержня, разогревается. Теплоносителю, окружающему поверхность нагревателя со всех сторон, передается тепло.
  Принцип косвенного нагрева малоэффективен. Большое количество тепловой энергии, тратится на разогрев нагревателя и теряется при передаче тепла. Для выхода на рабочую мощность, отопителю, требуется около 10 минут, после включения.
• Прямой нагрев – принцип работы, отличающий электродные электрокотлы. Суть метода, заключается в прямом воздействии на теплоноситель электрическим током.
  Чтобы обеспечить необходимую интенсивность нагрева, в жидкость системы отопления, добавляют большой объем соли. Хотя, теплоноситель можно изготовить самостоятельно, в систему отопления, рекомендуется заливать специальный состав, изготовленный в заводских условиях.
  Два раза в год, потребуется стравливать газ из системы отопления, являющийся продуктом прямого воздействия на теплоноситель электрическим током.

Все котлы, использующие принцип косвенного и прямого нагрева, относятся к проточным водогрейным котлам для систем индивидуального отопления. Для успешной и эффективной работы, требуется постоянная циркуляция теплоносителя.

Давление в котле, создается естественным и принудительным способом. В ТЭНовом котельном оборудование, установлен циркуляционный насос, обеспечивающий необходимое движение теплоносителя в системе отопления. Электродные котлы, работают по принципу естественной циркуляции, но, при необходимости, допускается установка насоса на обратном трубопроводе контура отопления.

Обеспечение температуры на ГВС

• ТЭНовые котлы – некоторые современные модели электрокотлов, использующие трубчатый нагреватель, имеют два контура: на нагрев теплоносителя и подключения к ГВС. В конструкцию котла, был добавлен еще один нагреватель. При открытии крана горячей воды, подается сигнал на включение ТЭНа. Горячая вода начинает поступать, спустя несколько секунд.
• Индукционные и электродные котлы – в устройстве не предусмотрена возможность подключения ГВС для бытовых нужд. Если потребность в горячей воде существует, устанавливают бойлер косвенного нагрева, подключая его в систему отопления.

По своей энергоэффективности, двухконтурные ТЭНовые агрегаты существенно уступают схемам с использованием бойлера косвенного нагрева.

Как подобрать водогрейный отопительный электрокотел

После определения рабочих параметров, подбирают подходящую модель по производителю и себестоимости. Популярные котлы, предлагаются отечественными и зарубежными заводами изготовителями.

Лучшие марки водогрейных электрокотлов отопления

• Европейские котлы – Thermona THERM EL, Kospel EKCO, Warmly Group, Vaillant eloBLOCK VE, Wespe Heizung Complete и Wespe Heizung Master.
• Российские электрокотлы – Verpat ЭВПМ, Элвин ЭВП, Невский КЭН.

Правила установки электроводогрейного котла

• Установка проводится электриком, имеющим соответствующий допуск работ.
• Подключение электрокотла к сети напряжения, выполняют через автоматы и УЗО (за исключением электродных котлов). Обязательно подключают заземление. Запрещается, в качестве заземляющего контура, использовать водопровод или стояки отопления.
• Правила безопасности требуют установки стабилизатора напряжения и проводки обслуживания системы, не реже раза в год, перед началом отопительного сезона.

Первый запуск и ввод котла в эксплуатацию, осуществляется в присутствии представителя компании, поставляющей электроэнергию. В технический паспорт ставится отметка о том, что подключение выполнено без нарушений, указывается имя и фамилия электрика, выполнившего монтаж.

Условие безопасной и экономичной работы электрокотла – грамотное подключение и эксплуатация. Срок службы, варьируется от 6 до 20 лет, в зависимости от конструкции и внутреннего устройства.

Нагрев воды при помощи дров - достаточно экономичный вариант. Особенно это касается загородных домов или дач, где не всегда есть круглосуточный доступ к природному газу или электричеству. Колонка на твердом топливе проста в установке, а пользоваться ею можно в любых условиях.

Где можно применять?

Водонагреватель, который работает на дровах, используется для нагрева воды. Его можно применять в бытовых целях – для принятия душа и ванной, для кухни. Некоторые модели имеют возможность подключаться к системе отопления загородного дома, что позволит сэкономить на котле.

Такая колонка не подойдет для зданий, которые используют в качестве источника воды централизованный городской водопровод. Водонагреватель можно подключать только к системе, где давление не превышает 0,1 атмосфер.

Если на территории вашего дачного участка нет водопровода, можно использовать модели, которые оснащены водонапорным баком.

Он устанавливается сверху основной конструкции. По принципу работы напоминает обычный бойлер, который использует в качестве источника энергии твердое топливо.

Принцип работы

Водогрейная колонка оснащена топкой определенного объема. В камеру закладываются дрова, хворост, бумага, уголь. В процессе горения топлива выделяется горячий воздух. Он вместе с продуктами горения поднимается вверх по трубопроводу, который находится внутри бака.

Для бесперебойного подогрева, накопительный бак должен быть круглосуточно заполнен жидкостью. Водогрейная колонка по принципу работы напоминает обычный самовар.

Преимущества агрегата

Бойлер для подогрева воды, который использует в качестве источника энергии твердое топливо, обладает следующими преимуществами:

• есть возможность подключаться к централизованному водопроводу или использовать стационарный бак;
• нагрев воды происходит за 20-30 минут;
• объема горячей жидкости хватает для всей семьи с 3-4 человек;
• агрегат независим от других источников энергии;
• низкая стоимость бойлера;
• экономичность. Используя небольшое количество топлива по низкой цене можно сэкономить деньги на электричестве и газе.

Данный агрегат изготовлен из надежных материалов. Если соблюдать правила эксплуатации прибора, он прослужит вам несколько десятков лет без капитального ремонта.

Для личных нужд можно подобрать именно ту модель, которая вам будет подходить по объему накопительного бака.

Нагрев 1 м3 воды при помощи твердого топлива обойдется вам намного дешевле, чем при использовании электричества или газа. Также водогрейная колонка, которая работает на дровах, имеет достаточно демократичную цену.

Недостатки

Несмотря на большое количество преимуществ, такие агрегаты имеют некоторые недостатки:

• зимой, когда сильные морозы, нужно сливать жидкость с накопительного бака. Если этого не сделать, вода замерзнет, что может повредить элементы бойлера;
• нужно постоянно наблюдать за работой дровяной колонки;
• для нормальной работы агрегата возникает необходимость часто его чистить от сажи.

Также нужно помнить, что любая колонка на дровах должна иметь дымоход. Это подразумевает дополнительные затраты на монтаж конструкции.Водонагреватели на твердом топливе имеют разную конфигурацию, что позволяет выбрать именно ту модель, которая больше всего подходит именно вам.

Основные параметры

• объем накопительного бака. Зависимо от ваших нужд можно подобрать нагреватель определенного размера. Чем больше бак, тем дольше происходит нагрев воды;
• время нагрева жидкости. Зависит от объема топочной камеры и накопительного бака;
• материал корпуса. Применяются качественные металлы, на внутреннюю и внешнюю поверхность которых наносится антикоррозийное покрытие;
• температура жидкости внутри бойлера. Может контролироваться при помощи электрического регулятора, если такой есть в наличии. Максимальная температура – 90-95°С;
• габариты установки. Чем агрегат компактнее, тем легче его установить внутри дома.

Также при выборе колонки обращайте внимание на комплектацию модели. Для максимального удобства и функциональности каждый агрегат должен быть оснащен душем, специальным смесителем, шлангом. Достаточно популярны модели, которые имеют электрические ТЭНы для поддержания оптимальной температуры.

Твердотопливный и газовый котлы в сочетании с буферной емкостью

Разновидности бойлеров
Современная водогрейная колонка, которая работает на твердом топливе, может иметь разную конфигурацию, что влияет на ее функции и особенности работы.

Разделяют такие типы бойлеров на дровах:

• титан, где нагрев жидкости происходит при помощи встроенной топки;
• агрегаты, где камера для топлива находится отдельно от бака с водой;
• комбинированные конструкции с электрическим регулятором температуры и ТЭНом.

Также существуют специальные устройства на твердом топливе для обогрева бассейнов.

Какая модель водонагревателя самая популярная?

Титан – современная установка для подогрева жидкости для бытовых нужд, которая считается самым выгодным вариантом для загородного дома. Данный агрегат можно устанавливать в ванной комнате. Также допускается монтаж в другом помещении, где хозяева хотят постоянно иметь доступ к горячей воде.

Титан достаточно компактен и экономичен. Его можно купить в специализированном магазине. Данный агрегат имеет простую конструкцию, что позволяет его смастерить самостоятельно, если есть необходимые знания и материалы.
Преимущество данной модели:

• титан может использоваться как котел на твердом топливе для обогрева дома площадью до 60 м2;
• нагрев происходит не только на дровах, а и на других видах твердого топлива;
• титан изготовлен из стали, а его внутренняя поверхность имеет оцинкованное или эмалированное покрытие. Это объясняет долговечность агрегата;
• многие современные модели оснащены электрическим ТЭНом и регулятором температуры.

Титан также имеет некоторые недостатки. Использовать его как единственный источник тепла в доме нецелесообразно, поскольку нужно постоянно подкидывать свежие дрова и следить за процессом горения. Если титан выйдет из строя, поладить его практически невозможно.

Данное устройство имеет простую конструкцию. Оно состоит из топки, которая соединена с накопительным баком. Внутри агрегата находится труба для отвода продуктов горения.

Водонагреватель на даче отличное решение, которое позволит круглосуточно иметь доступ к горячей воде. Титан – одна с самых популярных моделей данных установок. С его помощью нагрев жидкости для бытовых потребностей происходит достаточно быстро.

Видео: Бойлер своими руками из газового баллона 50 литров

Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) газового котла : горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы газового котла - теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).

Теплообменник - металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) - может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.

Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.

Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.

Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула - 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно

Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.

Плюсы и минусы газовых котлов:

Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.

Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:

«Премиум-класс» или "Люкс" - самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании

Большинство собственников частных домов, а иногда и квартир, предпочитает автономные системы отопления и снабжения горячей водой. В состав каждой из них обязательно входит водонагреватель или котел. Эти устройства отличаются по многим параметрам, основным из которых является вид топлива, на котором они работают.

Водонагреватель дома

Несмотря на различия в конструктивных и дизайнерских решениях, их объединяет единый принцип работы. В водогрейном котле происходит нагрев воды, которая используется для отопления и ГВС. Другое дело, что в различных конструкциях этот принцип реализуется по-разному. Какой из них лучше, сказать трудно. Каждый тип котла соответствует конкретным условиям эксплуатации и количеству решаемых задач.

Виды нагревателей для систем отопления

Несмотря на рыночное многообразие, водонагревательные агрегаты в зависимости от того, какое сырье является топливом, подразделяются на следующие разновидности:

• Газовые. Это наиболее распространенный тип ввиду эффективности и относительной дешевизны топлива.
• Твердотопливные. Эти водонагревательные котлы распространены в сельской местности и удаленных от газовых магистралей районах.
• Жидкотопливные. Пользуются наименьшей популярностью, поскольку сложны и дороги в эксплуатации.
• Электрические. Популярны среди городских пользователей. Отличаются эффективностью, но и дороговизной топлива – электричества.
• Комбинированные. Это универсальный тип нагревателя, помогающий контролировать расходы на топливо в зависимости от рыночной конъюнктуры.

По предназначению нагреватели воды разделяются на следующие:

• Одноконтурные, обеспечивающие исключительно отопление.
• Двухконтурные, которые дополнительно предоставляют горячую воду для личных нужд.

По способу и месту установки они подразделяются на настенные и напольные. Некоторые выпускаются исключительно в напольном варианте, например, работающие на жидком и твердом топливе.

Котлы отопления Будерус

Каждая разновидность отличается характеристиками, которые придется учитывать при устройстве автономного отопления.

Газовые котлы

На рынке преобладают двухконтурные водонагревательные модели, обеспечивающие подачу горячей воды для отопления и ГВС.

Отличия таких водонагревателей:

• Способ монтажа – напольные и настенные. Первые требуют отдельного помещения, поэтому подходят для частных домов, при этом они мощнее.
• Способ вывода продуктов горения – с принудительной или естественной тягой. Последние не рекомендуется устанавливать в жилых помещениях. Горелка может быть открытого или закрытого типа.
• Способ розжига – ручной или автоматический, электронный. Новые агрегаты оснащены автоматическим розжигом, что экономит топливо.

Если в первых фитиль горит постоянно, то во вторых пламя подается на горелку одновременно с газом. Они не требуют присутствия человека в момент возобновления работы после прекращения подачи топлива. Для включения котла с пьезоэлементом требуется нажать на кнопку «Пуск».

• Материал теплообменника – медный, стальной, чугунный или биметаллический. У каждого свои преимущества.
• Способ использования тепла выходящих газов.

Газовые водонагревательные котлы отопления бывают конвекционными и конденсационными.

Устройство газового конденсационного котла

Первые используют только тепло, выделяющееся при сгорании газа. Вторые дополнительно забирают тепло от исходящего дыма (от конденсата, собираемого в специальной камере). Такие модели эффективнее.

Еще один немаловажный фактор, по которому различаются газовые котлы – энергозависимость, то есть необходимость подключения электричества для обеспечения функциональности. Энергозависимыми являются агрегаты с принудительной системой циркуляции теплоносителя. В конструкцию встроен насос, для работы которого требуется электрический ток, иногда – вентилятор в системе дымоудаления.

Почти все газовые водонагревательные котлы – энергозависымые, поскольку оснащаются автоматикой, системами управления и контроля, требующими подключения к электросети.

Жидкотопливные котлы

Данный тип водонагревателей для отопления различается по мощности. Топливом для них служит солярка, иногда мазут. Сразу отметим, что в личных хозяйствах они не получили широкого распространения. Обусловлено это необходимостью где-то хранить дорогостоящее топливо и протягивать от хранилища до котла топливопровод.

Используют их в небольших котельных, в районах, удаленных от газовых магистралей, например, на Севере. Все агрегаты этой категории – напольные, отличаются высоким КПД и могут быть конвекционного и конденсационного типа. Оснащаются исключительно принудительной циркуляцией и дымоудалением, многоступенчатой регулировкой мощности.

Твердотопливные котлы

Это популярный у владельцев домов тип котлов. Используется для отопления в сельской местности или в местах, где дрова, пеллеты или уголь стоят недорого и есть в свободном доступе.

Устройство пеллетного водонагревателя

• Типе топлива. В качество горючего применяется древесина – дрова или пеллеты, а также уголь. Существуют котлы смешанного типа с несколькими топками.
• Способе сжигания топлива. Выпускаются классические, длительного горения и пиролизные.

Популярны пеллетные версии, предоставляющие высокий уровень автоматизации с длительным программирование режимов работы. Это самые современные по типу топлива водонагреватели в твердотопливном семействе.

В классическом твердотопливном котле тепло появляется за счет банального сжигания дров, как в печке. Отсюда все недостатки таких агрегатов – их придется чистить, следить за удалением дыма, постоянно подбрасывать дровишки и регулировать силу горения и тягу заслонкой и т. д. Ни о какой автономности речь не идет в принципе. КПД не превышает 75%. Достоинство заключается в надежности, простоте конструкции и схемы обвязки, независимости от электричества и низкой стоимости.

Пиролизный котел работает по другому принципу. За счет сухой перегонки дров в одной камере появляется пиролизный газ, который сжигается в другой камере сгорания. Эти водогрейные приборы тоже отличаются высокой степенью автоматизации. Их эффективность выше, но они требуют хорошего качества дров (влажностью до 20%).

Водонагреватели длительного или верхнего горения используют другой способ загрузки топлива – сверху. За счет этого происходит полное прогорание и увеличивается эффективность.

Устройство пиролизного котла

Электрические котлы

Электрический водонагреватель часто используется в городских условиях. Нагрев воды происходит за счет электричества. Правда, разными путями. В зависимости от способа, электрокотлы подразделяются на следующие виды:

• ТЭНовые;
• Электродные;
• Индукционные.

Первые отличаются простой конструкцией. По сути, это бак с водой, в котором установлен один или несколько нагревательных элементов трубчатого типа – ТЭНов. КПД составляет до 80%, но снижается с образованием накипи.

На видео можно показан отзыв об индукционном водонагревателе:

В конструкции второго использован другой нагревательный элемент – электрод. В отличие от ТЭНового, он не нагревает воду сам. Нагрев осуществляется за счет генерирования электрического разряда в воду. Вода нагревается за счет собственного высокого сопротивления.

Совсем другой принцип использован в индукционных водонагревателях. Нагрев воды выполняется мощным электромагнитным полем, в котором она циркулирует. В конструкции использована катушка индуктивности со вторичной обмоткой, роль которой выполняет сердечник с короткозамкнутым трубопроводом внутри. При подаче напряжения на прибор сердечник нагревается и передает тепло воде. На сегодняшний день это самый инновационный и перспективный тип электрического водонагревателя.

Существует два вида водонагревательных котлов – газовые и электрические. Первый тип оборудования является наиболее экономичными, однако устанавливать их просто только в тех домах, где изначально предусмотрена газовая колонка. В противном случае, владельцу придется потратиться на получение разрешения, монтаж дымохода и установку самого котла. Поэтому для частных домов предпочтительнее всего выбирать электрические водонагревательные котлы.

По типу нагрева воды электрические водонагреватели разделены на две группы – проточные и накопительные котлы.

Проточные водонагреватели нагревают воду до нужных температур за считанные секунды и имеют компактные размеры, идеально подходящие для квартир со стандартной планировкой. Однако мгновенный нагрев воды требует больших затрат электроэнергии, а еще к нему не подходят старые проводка и , которые могут не выдержать мощности проточного водонагревательного котла.

Накопительные водонагреватели сегодня являются наиболее популярными среди пользователей котлов. Это связано с тем, что данный вид прибора не только нагревает воду, поддерживает ее определенную температуру и не требует особых условий для установки. Его мощность может выдержать даже старая проводка, однако при использовании накопительного котла нужно правильно рассчитывать его объем.

Выбираем водонагревательный бак

При выборе котла для нагрева воды желательно приобретать модель, которая оснащена датчиком и регулятором температур, а также кнопкой включения-выключения. Во многих водонагревательных котлах температурный регулятор спрятан под крышкой, что создает некоторые сложности в настройке нужного режима.

Сегодня можно приобрести котел с двумя тенами, один из которых можно отключить вручную (если бак сломается), а второй обеспечит бесперебойную работу котла.

Очень важно при выборе водонагревательного котла обращать внимание на материал, из которого он изготовлен. Дольше всего прослужат приборы из нержавейки или титановой эмали – в отличие от более недорогих баков и стеклофарфора, в них не развиваются различные микроорганизмы. Также можно приобрести котел с антибактериальным покрытием эмали или режимом термической дезинфекции. Идеальными для ванной комнаты являются водонагревательные котлы с маркировкой IP25, которые имеют максимальную степень защищенности.