Як вибрати електричний котел для опалення приватного будинку

Побутові електрокотли зручні в експлуатації, ефективні та недорогі порівняно з газовими чи твердопаливними агрегатами. Щоб встановити такий нагрівач, не треба будувати димар, отримувати дозвіл, виділяти місце під складування дров. Єдиний серйозний мінус – вартість електроенергії – нівелюється нічним тарифом. Щоб організувати електрообігрів, лишається вирішити ключове питання – як вибрати електричний котел для опалення приватного будинку чи квартири.

Економний електрокотел – це міф

Електрику набагато простіше перетворити на тепло, ніж горючі енергоносії – природний газ, тверде паливо, солярку. Наведемо 3 простих приклади побічного виділення теплоти під час використання електроенергії:

• обмотки будь-якого працюючого електродвигуна завжди нагріваються;
• лампочка (навіть світлодіодна) разом зі світлом виділяє тепло;
• гріються навіть кабелі, по яких тече струм.

Зауважте, вказане обладнання покликане виконувати свої функції, а не опалювати будинок. Двигун обертає якийсь механізм, лампа світить, проводка живить їх енергією. Утворення надлишків теплоти – побічний ефект, що виникає через опір зазначених елементів.

Щоб перетворити всю електричну енергію на теплову, досить створити в ланцюзі ділянку високого опору, яка сама не зруйнується від нагрівання. Такий елемент називається електронагрівачем. Другий спосіб отримати тепло складніший – створити індукційний вихровий струм, що нагріватиме металевий предмет в зоні дії котушки-індуктора.

Важливий момент. Незалежно від способу перетворення, 98–99% електрики перетвориться на теплоту. Тобто, будь-який електроопалювальний прилад працюватиме з ККД 98–99%, не менше. Це означає, що самий економний електричний котел не існує, усі агрегати однаково ефективні. Що б не казали продавці побутової техніки.

Вибір теплогенератора за потужністю

Щоб підібрати потужність електрокотла, насамперед порахуйте теплові втрати свого будинку. Наближений спосіб розрахунку ви, напевно, знаєте: для обігріву 100 квадратних метрів площі будівлі береться опалювальний агрегат продуктивністю 10 кВт, на 200 м² – 20 кВт, тощо. Якщо хочете отримати точніший результат, скористайтеся нашими розрахунковими методиками.

Тепер визначимо задачі, які має вирішувати електричний котел (вибираємо підходящий пункт списку):

• цілодобове опалення квартири, дачі, заміського будинку;
• те саме, з підігрівом води для санітарно-побутових потреб;
• робота в нічний час за дешевим тарифом;
• черговий обігрів за відсутності людей – підтримання температури повітря +5…10 °C.

Примітка. Нічне опалення будинку електричним котлом можна поєднати з нагрівом теплоакумулятора. О 7.00 ранку агрегат відключається, далі водяна система отримує тепло, накопичене в буферній ємності. 2 умови: виділений ліміт витрати електроенергії має становити 15…20 кВт + електрокотел достатньої потужності.

Повноцінне опалення електрикою обходиться недешево і зазвичай застосовується в разі потреби. Більш вигідний варіант – нічний обігрів з 23.00 вечора до 7.00 ранку, коли вартість енергії вдвічі меншає. Черговий режим використовується на будівельних об’єктах або дачах, де господарі перебувають 2–3 дні щотижня.

Вибираємо потужність електричного опалювального котла відповідно до поставлених задач:

1. Для цілодобової роботи агрегат підбирається з запасом 10…20%. Тобто, цифра тепловтрат множиться на коефіцієнт 1.1–1.2. Наприклад, будинок площею 60 квадратів втрачає 4 кВт, продуктивність електрокотла складатиме 4 х 1.2 = 4.8 кВт.
2. Під гаряче водопостачання (ГВП) потужність агрегата слід збільшити на 50%. Тобто, цифру 4 кВт з прикладу множимо на коефіцієнт 1.5 (отримуємо 6 кВт).

   

3. Електронагрівальний апарат для нічного опалення можна брати без запасу потужності, якщо вранці його замінює газовий чи твердопаливний котел. Зниження температури до 18–19 °C під час сну не є критичним, зате заощадить кошти.
4. Потужність електрокотла, що підтримує плюсову температуру в приміщенні, беремо із знижуючим коефіцієнтом 0.6–0.7 (мінус 30–40%) від кількості тепловтрат.

Порада. Для організації ГВП не варто шукати двоконтурний котел. Зазвичай реалізується 2 варіанти: встановлюється окремий електричний водонагрівач або потужніший теплогенератор плюс бойлер непрямого нагріву.

Продуктивність обігрівача для нічної «зарядки» теплоакумулятора залежить від обсягу бака і визначається індивідуально. Підбір електрокотла за стандартних умов описується у відеоролику:

3 види електроопалювальних агрегатів

Наступний етап – вибір типу котла. Є 3 різновиди електричних водогрійних апаратів, що відрізняються за принципом роботи:

• теплогенератори з трубчастими нагрівальними елементами (ТЕНами);
• електродні;
• індукційні.

Ділити електроустановки на види за іншими ознаками безглуздо. Наприклад, напруга живлення – 220 або 380 вольт – залежить від потужності агрегату, а не способу підігріву води. Зазвичай нагрівачі до 6 кВт підключаються до однофазної мережі 220 В, 7 кіловат чи більше – до трифазної (380 вольт).

Комплектація і автоматика управління теж буває різною, це питання пропонуємо розглянути в кінці публікації. Спочатку розберемо переваги й недоліки 3 видів електрокотлів.

Плюси і мінуси ТЕНових котлів

ТЕН – це і є ділянка електричного ланцюга з високим опором. Зовнішній корпус – мідна трубка (пряма або вигнута), всередину закладена нагрівальна спіраль з жароміцного хромонікелевого сплаву. Ізолятором між мідною стінкою і спіраллю виступає керамічна засипка.

Коротко перерахуємо складові елементи будь-якого електричного котла (не тільки ТЕНового):

• нагрівальний блок, в даному випадку – герметична ємність з ТЕНами всередині;
• автоматика управління – термостат, датчики температури, виконавчий елемент (реле, пускач);
• корпус з ручками/кнопками управління.

Довідка. Виконавчий елемент подає чи перериває електроживлення нагрівачів за командою термостата. Буває 2 типів – механічний і електронний. В першому випадку ланцюг розриває пускач або контактор, який досить гучно клацає. У другому випадку живленням керує блок сімісторів, він працює безшумно.

Алгоритм роботи електричного котла мало відрізняється від інших обігрівальних приладів. Теплоносій нагрівся до налаштованої температури – ТЕН відключився, вода почала остигати – включився. Якщо в ємності стоїть 2…4 нагрівачі, то блок управління включає їх по черзі, реалізований так званий ступінчастий нагрів.

Перерахуємо переваги електричних ТЕНових котлів:

• теплова продуктивність агрегата не залежить від зовнішніх чинників, змінюється тільки за командою блоку управління;
• нагрівальна спіраль надійно ізольована від контакту з теплоносієм, теплогенератор однаково добре працює зі звичайною водою і незамерзаючою рідиною;
• вихід з ладу 1 нагрівача з групи не означає зупинку котла, просто знизиться його потужність;
• замінити перегорілий ТЕН нескладно і недорого;
• надійність ТЕНових агрегатів перевірена багаторічною практикою.

Електричні котли з трубчастими нагрівачами позбавлені серйозних недоліків. Відзначимо 3 другорядних мінуси:

1. Оскільки ніхромова спіраль оточена керамічною засипкою, передача тепла мідному корпусу відбувається трохи довше, ніж в інших електрокотлах.
2. При використанні жорсткої води мідна трубка покривається зовні шаром відкладень. Теплообмін ускладнюється, підвищується температура поверхні, термін служби спіралі скорочується.
3. Якщо відбір тепла припиняється, спіраль ТЕНа згорає від перегріву. Тобто, нагрівач не терпить «сухого ходу», випадкове ввімкнення електрокотла без води гарантовано призведе до поломки.

За ціною котел електричний з ТЕНами займає середню позицію між індукційними і електродними моделями. На ціноутворення сильно впливає комплектація. Наприклад, польська настінна міні-котельня Kospel EKCO.LN2-6 (6 кВт) з насосом і розширювальним бачком коштує близько 600 у. о., а простий агрегат без наворотів Heatman Light 6/220 – усього 100 у. о.

Переваги електродних нагрівачів

В цілому будова електродного котла повторює конструкцію апарата з ТЕНами. Відрізняється лише силовий блок – циліндрична камера із сталевим електродом (або декількома) всередині. Секція нагрівання відокремлена від шафи управління, що встановлюється поруч на стіні. Підвищений опір в ланцюзі створює сама вода, точніше, її прошарок між внутрішнім електродом і металевим корпусом.

Пояснення. Електрокотел працює за принципом кип’ятильника, зробленого з 2 залізних пластин. Між ними тече вода і працює як провідник, електричний заряд переносять іони – заряджені частки солей магнію і кальцію. Вода нагрівається виділеним теплом. Звідси друга назва котла – іонний.

Плюси електродних котлів:

• нагрівальний блок складається буквально з 2 залізяк, ламатися в ньому нічому навіть за відсутності води або в разі перегріву;
• перепади напруги силовому блоку нестрашні, може постраждати лише чутлива автоматика (якщо вона є);
• великий вміст солей – жорсткість води – тільки збільшує швидкість нагріву, накип на електродах незначно зменшує потужність апарата;
• опалювальні агрегати певних моделей можуть використовуватися в самопливних системах опалення;
• компактність.

Для порівняння наведемо вартість 6-кіловатного нагрівача відомого бренду «Галан», з комплектом автоматики котел коштуватиме 155 у. о. За даними виробника, витрата електроенергії теплогенератором 6 кВт складе приблизно 950 кВт на місяць. Якщо з’явиться необхідність наростити потужність, досить купити другий силовий блок і встановити в каскаді з першим.

Електричні іонні котли заробили чимало негативних відгуків домовласників на форумах. Причина – суттєві недоліки водогрійних апаратів:

1. Під час нагрівання йде хімічна реакція електролізу, солі магнію і кальцію розкладаються, через це потужність котла помітно знижується (приблизно протягом 2 місяців).
2. Продуктивність агрегата – величина змінна. Залежить від концентрації солей, температури води і напруги в мережі.
3. Зі звичайними антифризами для опалення електродний котел «не дружить», доведеться купувати спеціальну рідину. Дистильовану воду використовувати не можна, бо вона не проводить струм.
4. Від реакції електролізу виділяється суміш різних газів (іноді – горюча). Ці гази можуть потрапити до радіаторів закритої системи опалення.
5. Силовий блок працює на повну потужність у режимі старт/стоп. Щоб організувати ступінчасте регулювання, знадобиться дорога автоматика.

Особистий відгук автора. Опалюю будинок 100 м² електродним котлом, таймер вмикає нагрів тільки вночі. Теплоносій – водопровідна вода, без добавок. Через розкладання солей її доводиться міняти 1 раз на півтора місяці, інакше потужність електрокотла падає приблизно на 50%. Підсолювати за інструкцією побоююся, оскільки система змонтована зі сталевих труб, передбачений самоплив.

Особливості індукційних апаратів

Цей електрокотел теж розділений на 2 частини – нагрівальний блок і шафа управління зі стандартною автоматикою. Секція нагрівання – це запаяний циліндричний корпус, всередині розташовується котушка-індуктор і металевий сердечник – труба, крізь яку тече теплоносій. Як працює електричний індукційний котел:

1. Після ввімкнення апарата контактор замикає силовий ланцюг за командою автоматики. На котушку подається напруга 220 чи 380 вольт.
2. Індуктор створює навколо сердечника вихровий струм високої щільності, тому металева труба нагрівається. Тепло передається воді, що протікає трубою.
3. Нагрівальний елемент працює у режимі on/off на повній потужності, поки датчик не зафіксує досягнення налаштованої користувачем температури. Потім автоматика відмикає нагрів і очікує, доки теплоносій охолоне.

Примітка. Індуктор електрокотла завжди вмикається на максимальну потужність, ступінчастий нагрів відсутній.

Вихрові електронагрівачі – відносно новий вид котлів опалення. Апарати не встигли заслужити собі певну репутацію, оскільки опалюють приватні будинки щонайбільше 10 років. Про надійність судити рано, тому вкажемо очевидні особливості індукційних теплогенераторів:

• за відсутності води або після зупинки циркуляції силовий блок виходить з ладу;
• заварений корпус є нерозбірним, тому нагрівальна секція повністю міняється у разі поломки (наприклад, замикання між витками всередині котушки);
• агрегат досить важкий, блок нагріву 5 кВт важить близько 24 кг, 20 кВт – 76 кг;
• немає ступінчастого нагрівання – з’являються перепади напруги в будинковій електромережі в момент запуску котла.

Окреме питання – ціна вихрових нагрівачів. Опалювальний котел електричний потужністю 5 кВт у мінімальній комплектації коштує близько 450 у. о., це сильно дорожче за конкурентів. Свою думку про індукційні опалювачі висловить експерт на відео:

Комплектація опалювальних агрегатів

Ми вже перераховували елементи будь-якого електрокотла в базовій, найдешевшій комплектації. Це нагрівальний блок, терморегулятор, автоматика з виконавчим механізмом, органи управління і датчик температури.

Важливий нюанс. В бюджетних версіях котлів виконавчим елементом виступає магнітний пускач. Він голосно клацає в момент ввімкнення нагріву, звук добре чути в кімнатах, прилеглих до котельні.

В розширеній комплектації виробники оснащують електрокотли таким обладнанням:

• малошумний модульний контактор замість магнітного пускача;
• циркуляційний насос;
• мембранний розширювальний бак для закритої опалювальної системи;
• датчики перегріву і тиску теплоносія;
• група безпеки – автоматичний розповітрювач, запобіжний клапан;
• датчик циркуляції – для індукційних теплогенераторів;
• погодна автоматика;
• РК-дисплей, термостат, GSM модуль дистанційного керування зі смартфона.

Зрозуміло, що «жирна» комплектація електричного котла коштуватиме суттєво дорожче за «бідну». З іншого боку, розширювальний бачок, насос і групу безпеки все одно доведеться купувати. Набагато зручніше монтувати агрегат, коли зазначені елементи вмонтовані всередину корпусу.

Який електрокотел вибрати – рекомендації

У 90% ми радимо вибирати електричний котел з ТЕНами. Це надійні пристрої, що однаково підходять до різних систем опалення – радіаторів, теплої підлоги, підлогових чи плінтусних конвекторів. Ступінь укомплектованості підбирайте виходячи з умов монтажу, експлуатації та виділеного бюджету.

Ще кілька порад:

1. У квартиру однозначно беріть настінну електричну міні-котельню, обладнану ТЕНами, власним насосом і баком.
2. Якщо електрокотел має працювати в парі з твердопаливним або газовим агрегатом, краще підібрати модель без вбудованого насоса і розширювального бака. Зазначене обладнання підключається окремо – бачок працює на всю систему, насос управляється кімнатним терморегулятором, як показано на схемі.

   

3. Встановлюйте окремий терморегулятор. Тоді котел орієнтуватиметься за температурою повітря, а не теплоносія.
4. Електродний теплогенератор беріть у 3 випадках: обмежений бюджет, недостатньо місця в котельні чи підключення до гравітаційної опалювальної розводки без насоса.
5. Найменше проблем електродні агрегати створюють у відкритих системах – утворені гази благополучно виходять в атмосферу крізь розширювальний бак.
6. Індукційний котел вибирайте за бажанням і наявністю коштів. Але врахуйте: досвід експлуатації показав, що цей апарат нічим не кращий за ТЕНовий. Особливих технічних проблем з індукційними опалювачами не відзначається, тільки фінансові.

Зауваження. Котел електродного типу для самопливної системи має оснащуватися патрубками відповідного діаметру (мінімум – Ø32 мм), подача спрямована догори.

До водяної теплої підлоги підійде лише електричний ТЕНовий котел. Індукційним і електродним агрегатам без ступеневого нагріву складно підтримувати низьку температуру води в підлогових контурах – 35…45 °C.

Наостанок про витрату електроенергії

Природне бажання домовласника – знати, скільки електрики витратить електричний котел в період опалення приватного будинку. На жаль, реальне споживання передбачити неможливо. Показник занадто індивідуальний та залежить від ряду факторів – утеплення, підтримуваної всередині температури, погоди.

Місячну витрату можна порахувати приблизно: узяти 50% від розрахункових тепловтрат будинку, помножити на 24 години і 30 діб. Приклад: втрати становлять 6 кВт, половина – 3 кВт, на добу 3 х 24 = 72 кВт, на місяць – 72 х 30 = 2160 кВт. Чому беремо ½ потужності: протягом сезону погода не завжди холодна, чим тепліше надворі, тим частіше електрокотел вимикається.

Приклад з особистого досвіду. Будинок 100 м² топиться вночі електродним котлом 9 кВт протягом 8 годин. За 6 місяців опалювального сезону електрокотел спожив 9104 кВт. Середньомісячні витрати енергії склали 1517 кВт, середньодобові – 1517/30 = 50.6 кВт.