Автоматика для электрических котлов отопления своими руками

Принцип работы

Любой электрический котел, независимо от его разновидности, всегда работает по одному принципу: электрический ток пропускается через какой-либо материал с большим электрическим сопротивлением, который при этом начинает греться.

Генерируемое тепло передается омывающему нагреватель теплоносителю и с его помощью разносится по всему отопительному контуру. Что конкретно используется в качестве нагревательного элемента и каким образом в нем образуется электроток – зависит от вида котла.

Электродный электрический котел для частного дома – принцип работы

Принцип работы и сфера применения

Электрокотлы имеют простой принцип работы. В специальном баке установлены нагревательные элементы. После подачи в бак теплоносителя подключается электроэнергия. Возрастает температура в теплоносители за счет передачи энергии электротока. Теплоноситель циркулируется по всем трубам, что обеспечивает полноценное отопление помещения.

Некоторые модели котлов оснащаются механизмами управления и контроля, а также циркуляционным насосом. Экономия электроэнергии обеспечивается благодаря опции автоматической регулировки мощности. Более простые модели имеют встроенный термостат для регулирования мощности. Монтаж оборудования возможен в любом месте, которое характеризуется наличием электрического питания.

Устанавливают электрические котлы в тех местах, где нет возможности подключения к центральному газоснабжению. Установки применяют в квартирах, жилых домах и на коммерческих объектах в системах индивидуального водяного отопления. Предоставляется возможность их монтажа в комбинированных отопительных системах с гелиосистемой, твердотопливным или газовым котлом, системой теплого пола. Электрокотлы применяются для отопления промышленных объектов, работающих в таких областях, как сельское хозяйство, пищевая промышленность и т.д. с их помощью обеспечивается бесперебойное горячее водоснабжение, а также поддерживается необходимая температура сырья.

Электрические котлы серии Зота Люкс

– на сегодня самая популярная модель. Применяется для отопления или, важная особенность,отдельно для системы тёплый пол без дополнительной регулирующей арматуры, поскольку есть встроенная возможность регулирования температуры теплоносителя от +30 до +90 градусов. Еще из особенностей:

1. Ротация ТЭНов;
2. Расширенный диапазон входящего напряжения и кратковременная защита управляющего блока от скачков напряжения;
3. Погодозависимое регулирование;
4. Управление циркуляционным насосом системы отопления;
5. Можно подключить GSM модуль – удалённое управления.

Модельный ряд выпускаемый заводом позволяет обогреть помещения площадью от 30 до 1000 кв.м..

Типовые схемы монтажа ЭОУ в систему отопления:

Схема двухпроводной системы водяного отопления с верхней разводкой (система водяного отопления ЭОУ с естественной циркуляцией).

Схема однопроводной системы водяного отопления с нижней разводкой (система водяного отопления с принудительной циркуляцией).

Схема параллельного подключения эоу в существующую систему водяного отопления.

Схема параллельного подключения двух и более эоу в одну систему водяного отопления.

Потребление электроэнергии самой простой модификации, которая отапливает площадь от 40 до 120 м2 составляет от 2 до 48 кВт в сутки.

Разновидности котлов

В российском климате жить без отопления жилища зимой невозможно. Но не во всех сельских местностях доступно подключение к централизованному отоплению. Следовательно, требуется автономный источник обогрева.

Но вряд ли кто-то из горожан будет строить в частном, пусть и небольшом, доме традиционную русскую печь, при помощи которой можно отапливать помещение, готовить на ней пищу. Слишком уж экзотичный и трудоемкий вариант обогрева для наших дней.

Практически все люди в этой ситуации предпочтут установить отопительный котел (ОК). Промышленность предлагает самые разные виды отопительных установок. По видам используемого топлива различают котлы:

• газовые;
• твердотопливные;
• жидкотопливные;
• электрические.

Кроме них, выпускаются котлы комбинированные или универсальные. Называются они так, потому что могут работать на двух и более источниках энергии. Например, на газе и электричестве или на дровах и газе. Самые продвинутые модификации могут использовать жидкое, твердое, газообразное топливо и электричество.

Какой тип котла выбрать для частного дома? Выбор зависит от ряда параметров – площади помещения, наиболее доступного топлива, безопасности, простоты обслуживания, цены.

В частности, в доме небольших размеров не имеет смысла установка мощного многотопливного канала. Стоит он дорого, для него требуется отдельное помещение. Затраты не окупятся. Но в данном случае отлично подойдет электрокотел.

В таком доме без автономного источника тепла не обойтись

Правила и требования к установке

Все общие требования описаны в ПУЭ (7 издание). Электрические котлы мощностью до 10 кВт не требуют согласования со службами Энергонадзора. Однако если вы хотите установить счетчик, дифферинцирующий потребление электроэнергии по зонам суток, что мы рекомендуем сделать в целях экономии, согласовывать монтаж все же придется. Для котлов мощностью более 6 кВт необходимо трехфазное питание (380 В), 8-12 кВт модели могут работать от однофазной (220 В) сети, но она не обеспечит работу на полной мощности.

Выбор места установки электрокотла более обширен, чем у газовых или твердотопливных. Электрокотлы могут быть установлены в жилой зоне, например, коридоре, прихожей или на кухне, но учитывайте, что к нему в любом случае нужно тянуть трубопровод, проводку, заземление и прочие коммуникации. В ванной и санузле установка электрокотла запрещена.

Требования к поверхности монтажа также минимальны, это может быть в том числе и деревянная стена, но в таком случае нужно изолировать место монтажа слоем негорючего материала (базальтовый картон, ксилолитовый лист).

Защитная огнеупорна плита при монтаже электрического котла на деревянную поверхность.

Также производители предъявляют требования к пространству вокруг электрокотла, необходимому для обеспечения обслуживания и ремонта. Значения отличаются в зависимости от модели, поэтому перед планированием места монтажа и обвязки необходимо узнать их в инструкции по эксплуатации. Обычно это:

Например, для известной модели Bosch Tronic Heat 3500 необходимо всего лишь 0,6 м снизу и 0,2 м с других сторон. Любые другие дополнительные требования к монтажу всегда описаны в инструкции по эксплуатации, практически во всех случаях ее можно найти в электронном виде.

Электродные котлы

У этих устройств, между корпусом (катодом) и внутренним элементом (анодом) есть проводник-теплоноситель (электролит). При включении котла в электросеть, ионы электролита начинают перемещаться между катодом и анодом. Частицы 50 раз в секунду меняют направление движения, в результате чего теплоноситель быстро нагревается. При правильном составе электролита котёл работает с высоким КПД.

Включить такой прибор в контур отопления можно самостоятельно. Но подключать его к сети может только квалифицированный специалист. Не смотря на то, что устройство можно врезать в контур отопления в самых стеснённых условиях, его сложно назвать компактным – для монтажа циркуляционного насоса, блока управления, расширительного бака, защитных и контрольных приборов, надо много места. Есть ограничения по протяжённости системы; нельзя использовать в контуре ГВС.

7. Котерм модели «Дачник М» – за 8 990 и 10 999 рублей

«Дачник М» – прибор проточного типа с 2-мя или 4-мя патрубками. Предназначен для работы в замкнутых контурах СО с естественной или принудительной циркуляцией теплоносителя.В числе преимуществ – размеры устройства и заявленная эффективность работы.

Вся работающая система отопления с электродным котлом всегда находится под напряжением. Поэтому пластиковые трубы обвязки и диэлектрические экраны на стальных или чугунных радиаторах обязательны. Дополняет список минусов требовательность такого котла к составу теплоносителя.

Этот котел весьма компактный. На следующей фотографии вы можете увидеть, как выглядит теплоузел с этим котлом:

Обратите внимание: контакты для заземления и нуля, которые расположены рядом на корпусе устройства, нельзя объединять. Потому что при правильно собранном наполнении электромонтажного щита, УЗО или дифавтомат сработают в момент включения «Дачника».

Видеоотзыв владельца о котле «Дачник М»:

8. Галан – от 3 900 до 13 200 рублей

Электродные котлы Галан представлены одно- и трёхфазными моделями. Подходят только для замкнутой системы отопления в качестве основного или вспомогательного источника тепла.

Высокая скорость нагрева теплоносителя и незначительные габариты отличают ремонтопригодные котлы Галан от существующих, аналогичных по мощности, вариантов отопительного наблюдение за состоянием теплоносителя, низкий уровень безопасности, невозможность полноценно интегрировать системы «умного дома» – никак не способствуют формированию комфортного уровня эксплуатации.

Производитель утверждает, что при соблюдении рекомендованного уклона труб обвязки и отапливаемой площади до 50 м2, можно обойтись без установки циркуляционного насоса. Хотя на практике, подключить насос намного проще, чем проектировать самотёчную СО.

Видеоотчёт об использовании котла Галан в СО частного дома:

Котлы для домика до кв. м.

1Teplodom i-TRM SILVER StS 6 6 кВт одноконтурный

Электрокотел с микропроцессорным управлением обладает интуитивно понятным пользовательским интерфейсом и обеспечивает настройку температуры теплоносителя в пределах +5°C … +80°C. Умная система обеспечивает чередование работы ТЭНов с целью их равномерной амортизации. Семисторные ключи производят размыкание и замыкание сети бесшумно, поэтому щелчков, характерных для релейных ЭБУ, не будет.

При подключении внешнего водяного счетчика с импульсным выходом котел выключится без вмешательства оператора, если проток в отопительном контуре по каким-то причинам остановится.

Особенности:

• долговечный ТЭН из нержавеющей стали;
• возможность участия в каскадном подключении в паре с другими котлами;
• наличие входа для внешнего термостата и погодозависимой автоматики;
• сохранение работоспособности при экстремальных значениях напряжения.

При 3-х фазном подключении у котла появляется еще одно преимущество — он автоматически выбирает приоритетную фазу для равномерной нагрузки на электросеть.

2ЭВАН ЭПО 6 6 кВт одноконтурный

Недорогой электроотопительный котел может быть интегрирован в отопительную систему с естественной циркуляцией или встроенным насосом. В качестве теплоносителя может быть использована водопроводная вода или антифриз. Температура в диапазоне +30°C…+85°C плавно регулируется с помощью встроенного термостата.

Особенности:

• электронагреватель из качественной нержавейки;
• аварийный термовыключатель, который отключает котел при достижении температуры теплоносителя 92;
• возможность подключения внешнего термостата;

В отличие от предыдущей модели, в ЭВАН ЭПО 6 нет такого богатого функционала, но и цена агрегата значительно ниже.

3Teplodom iTRM-6 SILVER 6 кВт одноконтурный

Электрический котел Teplodom оснащен богатым набором полезных функций, и имеет огромное преимущество по цене среди аналогичных моделей. Симисторная электроника, которая используется в данном агрегате, работает бесшумно и устойчива к импульсным скачкам напряжения. Стальные ТЭНы имеют специальное химическое покрытие, продлевающее срок службы. Система защиты от замерзания, аварийное отключение и самодиагностика позволяют прибору сохранять работоспособность длительное время.

Особенности:

• наличие входа для погодозависимой автоматики;
• расширенная цифровая, светодиодная и звуковая индикация;
• интеллектуальная модуляция мощности с подбором фаз.

Этот электрокотел подходит для частного дома или дачи как основной или резервный источник тепла. Котел можно подключать к электросетям 220 В или 380 В.

Как добиться совместной работы электрического и твердотопливного агрегатов

Если вы встали перед выбором, какому варианту индивидуального отопления отдать предпочтение — твёрдотопливному котлу, автономному электрическому агрегату или связке этих двух устройств, преимущества у последнего варианта. Для монтажа контура потребуется схема подключения обоих агрегатов, аналогичная газово-твердотопливному отопительному комплексу. Грамотно сделанная обвязка оборудования — гарантия эффективности и безопасности эксплуатации этого оборудования.

На предлагаемом видео подробно рассказано, как и каким способом выполнить подключение нагревательных приборов на твердом топливе вместе с электрическими нагревательными элементами

На что надо обратить внимание при монтаже:

• оба устройства должны иметь разумное соотношение мощности, нагревательный прибор на угле или на дровах является основным источником тепла, поэтому его мощность должна в два раза превышать мощность электрокотла;
• оба агрегата подключаются параллельно, что дает независимость работы одного от другого;
• агрегат на твёрдом топливе — основной и подключается к большому контуру, тогда как электрокотёл отвечает за температуру в малом;
• основной нагревательный агрегат оснащается трехходовым клапаном;
• для экономии энергоресурсов и обеспечения безопасности отопления, установка теплового аккумулятора обязательна;
• каждый нагревательный прибор выставляется на определенную температуру нагрева — для оборудования на твердом топливе рабочая температура должна быть 60-70 0С, тогда как на электрическом агрегате устанавливается значение температуры в 40-50 0С, так как за счет наличия теплоаккумулятора вода для отопления остывать будет медленнее, и электрокотел будет запускаться с оттяжкой по времени.

Индукционные электрические нагреватели

Данный источник тепла декларируется торговыми представителями как самый экономичный электрический котел отопления. В действительности в нем реализован только новый метод нагрева воды электричеством, используя давно открытый физический закон, экономии здесь нет никакой. Как можно судить из названия, для этого используется принцип электромагнитной индукции. В катушку с определенным количеством витков вводится металлический сердечник, который нагревается от возникающих в ней вихревых токов. Далее, тепло от сердечника передается теплоносителю, циркулирующему вокруг него.

Конструкция несколько напоминает электродного «собрата», только корпус котла имеет больший диаметр, поскольку в него по всей высоте встроена катушка. Мощность регулируется тиристорными пускателями, автоматику нужно будет устанавливать отдельно.

Индукционный электрический нагреватель

По сравнению с предыдущими типами нагревателей индукционный котел имеет наибольший срок службы и требует минимального обслуживания. Если в системе применять обессоленную воду, то о накипи на поверхностях нагрева можно забыть. На практике агрегат работает с КПД 99%, скорость прогревания всей системы немного ниже, чем у электродного аппарата. Также невелики и его габаритные размеры, позволяющие установить котел прямо на стене любой топочной. Индукционный метод нагрева позволяет изготавливать электрические котлы большой мощности, линейка некоторых производителей достигает значения 60 кВт. Из недостатков стоит выделить самую высокую цену изделия относительно остальных и выполнение отдельной схемы автоматики и обвязки.

Хорошая статья в тему: Как сделать индукционный нагреватель

Электродные отопительные котлы

Наиболее популярной альтернативой ТЭНовым котлам отопления в настоящее время являются приборы электродного типа. У них нагрев теплоносителя происходит за счет его собственного электрического сопротивления.

Сравнение электродного и ТЭНового котлов

Особенностью конструкции является наличием электрода (корпус) и катода. Последний располагается в емкости, через которую протекает теплоноситель. При подаче электроэнергии происходит расщепление воды на положительные и отрицательные ионы, которые стремятся к электродам соответствующей полярности. Из-за того, что подается переменный ток с частотой 50 Гц, происходит смена полярности электрода. Именно это явление и провоцирует нагрев воды.

Электродный электрокотел для отопления дома выбирается только для воды. Перед этим она должна пройти подготовку для повышения удельного сопротивления. Лучше всего приобрести уже готовый теплоноситель. Если же такой возможности нет – можно в дистиллированную воду добавить соль.

Также следует учитывать такие особенности мини электрокотлов для теплоснабжения электродного типа:

• Постепенный выход на номинальную мощность. Оптимальный вариант – пригласить специалистов для первичной настройки оборудования;
• Постепенное растворение электродов. Через 10-15 лет эксплуатации уменьшение их диаметра достигнет критического значения. После этого необходима плановая замена электродов;
• Отсутствие накипи. Это обусловлено вибрацией электродов с частотой 50 Гц. При этом не возникает посторонний шум.

Еще одним преимуществом является возможность выбора электродного электрокотла для отопления и горячей воды. В этом случае в конструкции будет две отдельные камеры, в каждой из которых нагревается вода для теплоснабжения и ГВС.

При отсутствии теплоносителя в камере нагрева в электродном котле не будет происходить перегрев поверхности. Это является одним из преимуществ данного типа отопительного оборудования.

Преимущества и недостатки применения электрических котлов

Конкурентным преимуществом установки электрического котла в частном доме считается высокий уровень комфорта эксплуатации при минимуме затрат. Также среди достоинств силового оборудования отмечают следующие моменты:

• высокий уровень КПД, относительно компактные размеры, неприхотливость в эксплуатации;
• широкий диапазон мощности. Несложно подобрать модель оптимальной производительности для отопления площадей различной величины;
• не требуется разрешение для монтажа конструкции;
• безопасность эксплуатации, простота монтажа и обслуживания;
• экологичность оборудования.

Электрические котлы имеют высокий уровень КПД

К тому же модели электрических котлов отопления представлены в демократичном ценовом сегменте.

Большой минус применения электрических теплосиловых агрегатов – значительный уровень потребления электроэнергии. Чтобы нивелировать проблему, можно установить котельное оборудование с подключением к буферной емкости. Помимо дороговизны потребляемых энергоресурсов, также среди недостатков приборов отмечают необходимость заземления и риск поражения током.

Тонкости использования котлов

Следует помнить, что для большинства котлов — в том числе газовых — требуется электричество. Оно питает блоки автоматики и датчики в системе отопления, на которые ориентируется котел.

Кроме того, электричество требуется для работы насосов, которые качают теплоноситель (воду) по трубам в доме. Даже если котел будет работать без электричества, насос не сможет перегнать эту воду от котла к радиаторам отопления.

Пример требований снипа к контролю качества проложенного газопровода

Для некоторых котлов — например, газовых и твердотопливных (особенно с открытой камерой) — по правилам безопасности требуется дополнительное обустройство помещения, в котором они находятся.

Если мощность котла выше 60 кВт, его нужно устанавливать в отдельном помещении. В остальных случаях котел можно разместить на кухне, если ее объем не менее 15 м3, а высота потолков не менее 2,5 м. В cнипе 42-01-2002 перечислено еще много тонкостей — изучите их, прежде чем покупать и устанавливать котел. Соблюдение cнипов для газовых котлов проверяют газовые службы при подключении, но и другие cнипы для безопасности тоже лучше соблюдать.

Порядок установки твердотопливного котла в частном доме.

Для справки: на стадии проектирования можно рассчитать объем аккумулирующей емкости, учитывая мощность прибора. Не забываем и о заземлении. Без расширительного бака невозможно оборудовать подключение теплого пола. Но есть большие минусы в данной схеме. Завершающий этап На следующем этапе уже можно заполнить систему отопления водой под более высоким давлением и проверить на наличие протечек. Сложность управления процессом горения в твердотопливных котлах приводит к большой инерционности отопительной системы, что негативно сказывается на удобстве и безопасности во время эксплуатации. Наличие определенной температуры. Схема с буферной ёмкостью Схема системы отопления с буферной ёмкостью Низкая управляемость твердотопливных котлов требует постоянного контроля за количеством дров и тягой, что значительно снижает удобство при их эксплуатации. Первое сделайте под потолком, а второе — в нижней зоне, поближе к ТТ-котлу. Когда дело касается непосредственно установки агрегата и его подключения ко всем элементам всего отопительного комплекса, возникает масса вопросов. Поэтому обвязку рекомендуется выполнить сталью или медью, а полимерные трубы подсоединять уже к коллектору, распределяющему теплоноситель по отопительным контурам. Инсталляция отопительного агрегата и дымохода.

Метод первичных и вторичных колец Как подключить два котла в одну систему, используя минимальное количество электроники? Для начала следует устроить твердое основание из негорючего материала под днище на 20 см шире подошвы агрегата, лучше всего залить бетонную основу. Чтобы иметь возможность очищать канал от сажи, по его длине можно сделать небольшие, легкодоступные люки.

Если же прибор будет установлен на входе в теплогенератор, то он сможет обеспечивать циркуляцию теплоносителя даже при возникновении нештатных ситуаций. Со стороны топочного отверстия, топки, до противоположенной стены расстояние не менее 1,3м. Размеры и фракция. Далее рабочая система отопления подлежит регистрации органами МЧС, отвечающих за печное отопление и безопасность объектов, отапливаемых твердыми видами топлива.

Тяжелое оборудование стоит прямо на бетонном полу Примечание. Устранить опасность этого фактора можно при помощи трёхходового клапана. Когда дело касается непосредственно установки агрегата и его подключения ко всем элементам всего отопительного комплекса, возникает масса вопросов. Элементы обвязки, обеспечивающие безопасность отопительной системы Обвязка с аварийным контуром Кроме предохранительного клапана, о котором говорилось выше, защита отопительного агрегата от перегрева решается при помощи аварийного контура, по которому в теплообменник подаётся холодная вода из водопровода. Конфигурацию и размеры дымохода производители указывают в техническом паспорте, поэтому выдумывать ничего не потребуется. Схемы котельных с теплоаккумулятором

Схема подключения электрокотла к системе отопления своими руками

Электрический котел отопления состоит из теплообменника, металлической емкости и контроллера. Его особенность – преобразование электричества в нагрев теплоносителя (воды, масла или антифриза).

Такие приборы широко используются для обогрева офисов, складов, гаражей, магазинов и частных домов. Их плюсы:

1. Система регулирования мощности позволяет максимально точно скорректировать температурный режим в доме.
2. Бесшумны.
3. Работают только на электричестве, экологичны.
4. Безопасны ввиду отсутствия открытого огня.
5. Такие котлы лишены механизмов, непосредственно воздействующих друг на друга, а значит, устойчивы к износу.
6. Компактны.
7. Не требуют постоянного внимания.
8. Эффективны (КПД равен 100%).
9. Не требуют особого разрешения для самостоятельной установки.

Единственный минус – сбои в работе во время отключения или перепадов электричества.

С чего начать

Для того чтобы подключить электрокотел,  нужно составить схему обвязки. Ее вид определяется мощностью устройства и типом системы (одно- или двухконтурной).

Необходимое условие для установки такого теплогенератора – бесперебойное электроснабжение.

Где установить и как

Подключение электрического котла к системе отопления простое. Большое значение имеет напряжение, ориентируясь на которое, нужно правильно рассчитать схему установки и выбрать подходящую модель.

По мощности выделяется два вида: напольные и настенные. У первого мощность выше –  более 60 кВт.

Для электрогенератора любого типа мощностью более 12 кВт необходима трехфазная сеть. В остальных случаях достаточно двухфазной. При установке нижний патрубок должен располагаться ниже радиатора, чтобы вода (масло или антифриз) не задерживалась в системе.

Для установки чаще всего выбирают кухню либо какое-то нежилое помещение. Важно отсутствие на стене, где будет висеть котел, горючих материалов.

Подготовка электрокотла

Нужно проверить:

1. Наличие повреждений корпуса (вмятин, царапин).
2. Состояние электропроводки. При обнаружении каких-то повреждений допускается временная скрутка проводов.
3. Отсутствие скоплений пыли.
4. Работу УЗО, которое необходимо на случай скачков напряжения. Возле котла в стену дома монтируется выключатель. К нему должен быть обеспечен открытый доступ.

Преимущества отопления электричеством загородного дома

Владельцам частных домов очень важно определиться с видом отопительного оборудования. Ведь часто такие дома характеризуются значительной площадью, а дом обязательно должен находиться в тепле.

Использование электричества для отопления выгодно, потому что:

• Высок уровень безопасности во время эксплуатации.
• Малы затраты и минимально время на монтаж.
• Нет необходимости в поисках топлива.

Многие потребители уже осуществляют отопление частного дома электрическим котлом. Отзывы большинства из них говорят о том, что лучше выбирать комбинированные системы отопления. Последние позволяют пользоваться как газовым, так и электрическим отоплением. Это идеальный вариант на случай форс-мажорных ситуаций. Электричество сможет выручить в любой ситуации, когда, к примеру, закончится баллонный газ. А газ станет незаменимым в случае грозы или сильных снегопадов, когда чаще всего отключают электричество.

Поэтому идеальным вариантом отопления электричеством в загородном доме является наличие дополнительных источников, которые могут выручить в непредвиденной ситуации.