Все, что нужно знать про электрический котел отопления с насосом

Содержание

• 1 Виды электрокотлов
• 2 Устройство электрокотла и установленное дополнительное оборудование
• 3 Подробнее о подборе котла и его установке
  • 3.1 Подбор мощности котла
  • 3.2 Требования к проводке
  • 3.3 Требования безопасности
• 4 Обвязка электрокотла
• 5 Подведение итогов

По стоимости электрическое отопление уступает лишь газу, в то же время электрифицированы в нашей стране даже небольшие поселки, а вот с газификацией дела обстоят не так хорошо, это объясняет высокую популярность электрокотлов для отопления. Многие производители упрощают задачу потребителям и оснащают котельный блок дополнительным оборудованием, в том числе и циркуляционным насосом.

Производитель оборудовал электрокотел насосом

Виды электрокотлов

Котлы можно классифицировать по способу нагрева воды, причем насос для котла отопления может устанавливаться в устройство любого типа.

Выделяю такие классы котлов как:

• устройства, в которых нагрев воды выполняется с помощью ТЭНа. Такие электрокотлы отопления довольно громоздкие и если вода жесткая, то накипь достаточно быстро покроет нагревающий элемент. Считаются самыми простыми по конструкции;

Устройство котла с ТЭНами

• индукционные – в них используется явление электромагнитной индукции. Нагревательный элемент представляет собой обычную индукционную катушку – на стальной сердечник (который находится в трубе из диэлектрика) намотана проволока, через которую и проходит электрический ток. При включении котла ток, проходящий через обмотку ток провоцирует возникновение тока и в сердечнике, это приводит к разогреву стального стержня;

Индукционный котел отличается малыми размерами

• электродные котлы – могут работать исключительно с водой, так как важен состав теплоносителя. Вода, в принципе, обычный проводник с довольно большим сопротивлением. В нее опускаются 2 проводника, через которые затем пропускается переменный ток, вода, как и любой проводник, разогревается. Устройства такого типа циркуляционными насосами, как правило, не оборудуются.

Схема электродного котла

Что касается циркуляционного насоса и расширительного бачка для системы отопления, то возможны такие варианты расположения этих элементов:

• и насос, и бачок расположены в корпусе котла – таким моделям обычно отдают предпочтение, если котел будет расположен в доме, а не в отдельном помещении;

Теплообменник и насос расположились в одном корпусе

• насос может быть вынесен за пределы корпуса, на эффективности его работы это не сказывается.

Устройство электрокотла и установленное дополнительное оборудование

Несмотря на то, что моделей электрокотлов можно перечислить не один десяток, конструкция в общих чертах остается неизменной.

Электрические котлы отопления с насосом состоят из таких узлов (перечень приведен для типовой ТЭНовой модели):

• теплообменник – объемный бак с водой, в который погружены ТЭНы, бак обязательно должен иметь заводскую теплоизоляцию;

• в состав гидрогруппы входит циркуляционный насос, манометр, клапан для стравливания воздуха из системы и предохранительный клапан;
• расширительный бак – нужен для того, чтобы компенсировать изменение объема теплоносителя при нагреве.

Подробнее о подборе котла и его установке

Мощность современных электрокотлов изменяется в широком диапазоне. В продаже можно найти как компактные модели, мощность которых не превышает 6 кВт, так и настоящих «монстров», чья мощность приближается к 100 кВт. Понятно, что такие устройства используются для обогрева больших площадей – в частном строительстве не используются.

Характеристики котлов WARMOS

Подбор мощности котла

В общем случае подбор мощности любого котла выполняется исходя из теплопотерь квартиры (или дома), также в расчете учитываются климатические особенности местности, тип утепления и т. д. Проще говоря, расчет ведется исходя из того, чтобы в комнатах потери тепла через окна и ограждающие конструкции уравновешивались поступлением тепловой энергии от радиаторов отопления.

С достаточной степенью точности требуемую мощность котла можно определить и по приближенной зависимости. Учитывая, что все современные котлы оборудуются терморегуляторами, возможное небольшое завышение мощности не критично. Да и цена не сильно изменится если подстраховаться и взять котел чуть мощнее, чем получили по расчету.

Требуемая мощность определяется с использованием такой зависимости в формуле  W_к=(S•W_уд)/10,

приняты такие обозначения:

• Wк = мощность котла, кВт;
• S – суммарная отапливаемая площадь, м2;
• Wуд – удельная мощность, для теплый регионов можно принять равной 1,0, для центральных – 1,1 – 1,15, для северных – как минимум 1,2$
• 10 – переводной коэффициент.

Если воспользоваться предложенной формулой, то для отопления частного дома площадью, например, 160 м2, расположенного в центральной части РФ понадобится котел мощностью  W_к=(160•1,1)/10=17,6?18 кВт.

Результат получился достаточно близкий к рекомендованным самими производителями значениям. Так, для площади 150 м2 рекомендован 19-киловаттный котел, расчет дал практически такое же значение.

Рекомендованные значения мощности в зависимости от отапливаемой площади

Приведен самый простой пример – он подойдет для расчета мощности одноконтурного котла. Для подбора двухконтурного устройства нужно учесть еще и расход энергии на подогрев воды для нужд ГВС (горячего водоснабжения).

Требования к проводке

Достаточно серьезной преградой для установки котла своими руками может стать то, что нужно обладать хотя бы минимальными познаниями в электротехнике. В частности, нужно понимать, что далеко не каждый котел можно подключать к обычной электросети.

Вообще рабочее напряжение электрокотла 220В встречается только у сравнительно маломощных устройств. Если проектируется система отопления частного дома, то, скорее всего, будет использован котел мощностью порядка 16-20 кВт, а то и больше. А это значит, что придется запитать его отдельно.

Пренебрежение подбором сечения проводки приведет к нагреву кабеля. В результате может оплавиться изоляция и возможные последствия такого развития событий положительными точно назвать нельзя.

Инструкция по подбору диаметра провода довольно проста. Можно использовать приблизительную зависимость согласно которой ток в 1 А потребует сечения провода площадью 1 мм2.

Примерное соотношение между мощностью и площадью жилы кабеля

Например, нужно определить минимальные размеры провода для подключения котла мощностью 6 кВт, подключение выполняется к обычной сети 220 В. Учитывая указанную зависимость, расчет будет вестись по формуле  S= W_к/(U•I),

в формуле приняты обозначения:

• S = площадь сечения проводника, мм2;
• U, I – соответственно напряжение и сила тока.

В рассмотренном примере площадь сечения проводника должна составлять S= 6000/(8•220)=3,41 ?мм?^2.

Такой подход считается довольно приближенным. К тому же не учитывается такой фактор как, например, материал проводника, а это тоже влияет на максимально допустимую токовую нагрузку. Для выбора кабеля под более мощный котел желательно все-таки выполнить более точный расчет.

В таком случае инструкция по расчету немного усложнится:

• сперва нужно определить силу тока по каждой фазе. Расчет ведется по формуле I= W_к/(U_л•v3),

где Uл – линейное напряжение, 380 В в нашем случае;

• по ГОСТу 16442-80 подбирается сечение жилы. При этом нужно учесть какой металл используется – алюминий либо медь, а также способ прокладки кабеля – над- или подземный.

Значения максимальных токов в зависимости от площади сечения проводника

Рассмотрим пример расчета для 3-фазного котла мощностью 22 кВт, подключение будет выполняться с помощью 3-жильного кабеля.

Расчет ведем по предложенной методике:

• определяем силу тока I= 22000/(380•v3)=33,43 А.
• по ГОСТу 16442-80 подбирается сечение жилы, возможны 2 варианта. Если используется медь, то жила сечением 4 мм2 вполне подойдет, для нее допустимая токовая нагрузка составит 37 А, так что еще и небольшой запас останется. Для алюминиевых жил придется сечение жилы увеличить до 6 мм2 – допустимая токовая нагрузка в таком случае составит также 37 А.

Последнее, что осталось сделать – подобрать предохранитель соответствующей мощности. Можно просто воспользоваться соответствующими таблицами, в которых для каждого значения мощности котла указана площадь сечения жилы и мощность автоматического предохранителя. Для нашего примера подойдет автомат 35А.

Данные для подбора предохранителя в зависимости от мощности котла

Требования безопасности

Электрические котлы отопления с насосом требуют особенного внимания на этапе подачи электроэнергии.

Нужно учесть следующее:

• мощность автоматического предохранителя должна немного превышать максимальную силу тока при работе котла;
• заземление при подключении обязательно. Выполняется заземление 3-й либо 5-й жилой в кабеле;
• провод N (нулевой рабочий) подключается к клеммнику щитка (нулевой шине);
• заземление (РЕ провод на схеме) подключается к соответствующей шине (маркировка «Земля»).

На фото показано правильное подключение проводов

Обвязка электрокотла

Под обвязкой понимают весь процесс подключения от А до Я, то есть не только подачу питания на котел, но и установку всех элементов отопительной системы (расширительный бачок, циркуляционный насос, фильтры, группа защиты и т. д.).

На фото – подключение электрокотла завершено

Для дополнительной гибкости в регулировании отопления можно использовать схему со смесителем. Благодаря этому температурный режим можно регулировать не только изменением мощности работы котла, но и за счет смесителя с сервоприводом.

При установке котла следует придерживаться следующих рекомендаций:

• желательно максимально удалить его от водопровода, размещается электрокотел только в сухом месте, это делается во избежание короткого замыкания;
• компактный котел может разместиться на стене, в таком случае используются дюбели либо анкерные болты. Напольные модели также популярны, для них можно ограничиться простой подставкой из диэлектрика, конечно, основание должно быть ровным;

Напольный котел установлен на небольшом постаменте

• после этого приступают непосредственно к подключению его к отопительной системе. Естественно, подача воды на время монтажа прекращается. Само подключение несложное, используются разъемные соединения, так что при необходимости демонтировать котел сложности не составит. Насосы для котлов отопления устанавливаются поближе к котлу на обратке;
• затем наступает черед электрической части. С расчетом мы разобрались в предыдущих разделах, единственное, что нужно отметить – провода лучше размещать в кабель-каналах. Конечно, все кабели хорошо изолированы, но дополнительная защита лишней не будет. В качестве кабель-канала можно использовать гофрированный гибкий трубопровод.

На схеме показан пример подключения ТЭНового котла

• после этого остается только заполнить систему водой и проверить герметичность.

Подведение итогов

Электрокотлы с насосами – отличный выбор для отопления дома в тех районах, где отсутствует централизованная подача газа, а желания использовать твердотопливные аналоги нет. Еще на этапе производства производитель дополняет котел такими элементами как расширительный бачок и циркуляционный насос, за счет этого процесс монтажа отопительной системы несколько упрощается.

На видео показан пример подключения электрокотла мощностью 6 кВт.