Схема отопления частного дома с электрокотлом: варианты схем, преимущества и недостатки электрического котла, правила монтажа

Когда подключение частного жилища к магистральному газоснабжению невозможно или не планируется, многие владельцы домов выбирают электрическое отопление. Хотя это может быть дорогостоящим решением, оно имеет свои плюсы. Для обеспечения эффективной работы системы необходимо разработать грамотный проект отопления, подобрать качественное оборудование и провести профессиональную установку и обвязку электрокотла. Рассмотрим, как сделать электрическое отопление дома своими руками и как установить электрокотел в частном доме правильно.

Типы электрических котлов

Тип системы отопления частного дома с электрическим котлом играет не столь важную роль, но он должен быть совместим с выбранным типом теплонагревателя. Схема отопления от электрокотла следующая: агрегат из энергии электричества создает тепло различными методами в зависимости от своего устройства.

На данный момент представлено множество различных моделей. Все современные котлы оснащены термостатами, которые позволяют регулировать температуру и мощность обогрева. Различные модели также поддерживают подключение внешних датчиков для мониторинга того, сколько градусов в помещении. Но прежде всего важно понимать, как правильно подключить электрокотел.

Агрегаты с тэном

Эти котлы оснащены большим бачком для воды, где расположены нагревательные элементы — ТЭНы. Нагрев контролируется путем последовательного включения этих элементов. Вода поступает в расширительный бак через трубопровод, греется и затем направляется в отопительный контур. Когда температура воды отклоняется от определенных параметров, ТЭНы либо выключаются, либо включаются вновь. Кругооборот теплоносителя поддерживает насосное оборудование.

Котлы с ТЭНами бывают двух типов: одноконтурные, предназначенные лишь для отопительных целей, и с двумя контурами, которые также обеспечивают подогретую воду для различных нужд в быту. Эти устройства популярны из-за своей несложной и крепкой конструкции, а также доступной цены. При правильном использовании они служат на протяжении большого времени и лишь изредка ломаются.

В виде теплоносителя представляется возможным как применение воды, так и масла, этиленгликоля или антифриза. Недостатками таких котлов являются необходимость периодической замены элементов, отвечающих за нагрев, и необходимость установки дополнительных систем защиты от ударов током.

Стоит подчеркнуть, что упомянутые недостатки не играют значительной роли при использовании электрического котла с относительно небольшой мощностью. На практике наиболее экономически эффективным вариантом является применение ТЭНовых котлов с мощностью до 20-25 кВт. Это делает их отличным выбором для отопления частных домов или отдельных помещений. Однако для промышленных объектов или крупных предприятий, где требования к энергетическим ресурсам существенно выше, стоит рассмотреть альтернативные виды электронагревательного оборудования.

Электродные котлы

По утверждению производителей, электродные котлы изначально были разработаны для военных нужд. Они использовались на подводных лодках и боевых кораблях, где вода была доступна в избытке, но требовалось надежное и простое отопительное оборудование.

Данные агрегаты используют способ нагрева, основанный на потенциалах электродов и сопротивляемости жидкости. Они компактны и могут быстро нагревать много воды. Как теплоноситель подходит только специальная котловая вода, поскольку другие жидкости не имеют необходимых физических свойств. Эти котлы считаются надежными, и случаи поломок редки. В случае необходимости их легко починить, заменив электроды или элементы нагрева, которые являются расходным материалом. Стоимость таких агрегатов относительно невысока.

Индукционные теплонагреватели

Электроагрегаты с индукционным нагревом используют диэлектрический корпус с сердечником и катушкой, которая генерирует ток. Это создает потенциалы с сердечником, что обеспечивает быстрый нагрев и передачу тепла к теплоносителю. Эти устройства отличаются высокой производительностью и долговечностью, лишь изредка ломаются, и в них можно использовать любой тип теплоносителя.

Главный плюс при выборе электрокотла данного типа заключается в том, что они могут служить несколько десятилетий. Хотя точный срок эксплуатации зависит от условий использования и режима работы устройства, индукционные модели в среднем имеют значительно более продолжительный срок службы по сравнению с другими типами электрических котлов.

Также индукционные электрические котлы обладают высокими стандартами электробезопасности, сравнимыми с требованиями для бытовых устройств. Это достигается благодаря полному разделению токопроводящего и нагревательного контуров. Такой конструктивный подход также обеспечивает отличную защиту от возгораний. На рынке чаще всего можно найти дорогие промышленные модели таких котлов.

Электрокотлы на 220 в

Оснащение частного дома электрокотлом на 220 В предусматривает стандартную схему, подходящую для любых устройств с единой фазой. Агрегаты этой категории имеют малую и среднюю мощность. Схема подключения электрического котла отопления данного типа осуществляется через обычную электропроводку, используемую также для прочих приборов в быту.

Электрокотлы на 380 в

Монтаж электрокотла на 380 В существенно отличается от варианта с единой фазой. Такой котел стоит приобретать, только если к жилищу уже подвели трехфазное электроснабжение или есть возможность его установки. Важно также выяснить, какой максимум мощности может быть в вашем доме.

Требования к установке электрического котла

Установка электрокотла требует соблюдения правил, изложенных в ПУЭ. Ключевые моменты включают:

1. Для электрического оборудования до 10 киловатт согласование с Энергонадзором не требуется. Однако если планируется установка дифференцированного счетчика, согласование рекомендуется.
2. Для агрегатов от 6 кВт необходимо подсоединение к линии с тремя фазами. На практике устройства до 12 кВт иногда подсоединяют к однофазной электросети, но тогда они не будут работать на максимум.
3. Электрооборудование можно устанавливать практически во всех помещениях, за исключением ванных комнат и других пространств с повышенной влажностью. Основное ограничение связано с особенностями схемы подключения электрокотла: необходимо учитывать взаимодействие с трубопроводом, сетью электричества и прочими системами.
4. Предписания к поверхностям для установки электрокотла для отопления не предъявляют особых жестких стандартов: можно использовать даже бревенчатые стены. Однако в таких случаях необходима защита участка под котел негорючими материалами, такими как ксилолит или базальт.
5. Перед тем как подключить электрокотел, необходимо обеспечить достаточное свободное пространство вокруг него, чтобы обеспечить удобный доступ для обслуживания и восстановления. Конкретные размеры этой области стоит подбирать, исходя из модели устройства, а также из того, что указано в ее техническом паспорте. Обычно рекомендуется оставлять: 0,7 м от верхней части, 0,5 м от боковых сторон, 0,7 м от панели спереди и 0,03 м от задней стенки.

Преимущества и недостатки электрических приборов отопления

Достоинства установки электрического котла отопления включают:

• Компактные размеры и легкий вес, что упрощает их установку.
• Отсутствие необходимости в дополнительной комнате для установки, а также отсутствие требований к вентиляции с дымоотводом.
• Нет неприятных и вредных запахов и дыма.
• Независимая работа без зависимости от внешних источников.
• Малый уровень шума, создаваемого в процессе работы.
• Быстрое время запуска и достижения рабочей температуры.
• Большой коэффициент полезного действия, достигающий 99%.
• Износостойкость и долговечность в эксплуатации.

Как и любая другая, система отопления с электрическим котлом, имеет несколько недостатков: значительные расходы на электроэнергию, потенциальная угроза перегрева и риск удара электричеством.

В свою очередь, главный недостаток обогрева частного жилища с использованием электрокотлов, при этом даже независимый от самого оборудования, — это риск перебоев с электроснабжением. Такие ситуации могут возникать в результате природных катастроф или аварий на линиях электропередач. Особенно остро проблема проявляется зимой, когда непрерывная работа отопительной системы крайне важна для поддержания комфортных градусов тепла в помещении.

Схемы водяного отопления от электрокотла

Электрооборудование способно обогревать как радиаторные системы, так и низкоградусные полы с подогревом. Ключевым моментом является правильный выбор схемы отопления частного дома с электрокотлом для обеспечения максимального комфорта. Существует три основных варианта схем отопления для частного дома от электрического котла.

Система естественного типа

Данная схема построена на использовании электрокотла и однотрубной системы. Она работает на принципе термодинамики: при нагреве жидкость расширяется. Горячая жидкость выталкивает остывшую из системы и направляется назад в теплообменник, где теплоноситель вновь греется и возвращается по системе, замещая прохладную жидкость. Так процесс обогрева продолжается циклично в момент функционирования котла.

Для обеспечения гравитационного кругооборота воды в системе необходимо тщательно рассчитать и правильно выполнить монтаж электрического котла отопления в частном доме. Ключевые моменты включают размещение котла в самой низкой точке контура и укладывание труб с наклоном в 3-5 градусов.

Контур с принудительной циркуляцией

Принудительный обогрев жилища после обвязки электрокотла отопления работает за счет насоса, который обеспечивает передвижение теплоносителя.

Важным элементом этой системы является мембранный бак, который поддерживает необходимое давление в контуре. Для обеспечения надлежащей работы системы используются запорные арматуры, элементы для измерения и прочие компоненты. Данная система дает возможность гибко регулировать температуру и применять разнообразные комплектующие. Как теплоноситель может использоваться антифриз, что расширяет возможности эксплуатации.

Отопление в частном доме от электрокотла комбинированная схема

Схема подключения электрокотла к системе отопления данного типа объединяет оба метода циркуляции теплоносителя. Такая система имеет в себе элементы от обоих типов. Электрокотел устанавливают в нижней части системы, а трубы укладываются с небольшим наклоном для обеспечения естественного циркуляционного потока. Дополнительно над котлом размещают мембранный бак и подключают циркуляционный насос. Это позволяет системе работать как в режиме естественной циркуляции, так и в режиме принудительной, обеспечивая гибкость в управлении электроотоплением.

Первый режим можно активировать в течение дня и во время перебоев с электричеством, а второй режим удобен для ночного времени, когда действуют более низкие тарифы на электроэнергию, так как насос циркуляции электрокотла подключен к сети и повышает расходы. Смешанную отопительную схему можно настроить для работы с различными источниками тепла: к примеру, использовать гравитационную циркуляцию с твердотопливным котлом и принужденную циркуляцию с электроагрегатом.

Идеальное решение для обогрева жилья: применять печь днем, а на ночь и в периоды отсутствия хозяев включать электрокотел. Все тонкости того, как подключить электрокотел к системе отопления, лучше всего подробно изучить в специальных видеоматериалах.

Водяной теплый пол

В нынешнее время низкоградусные отопительные системы становятся всё более популярными. Установка такого варианта обогрева в жилье с электрическим котлом оказывается более выгодной по сравнению с традиционными радиаторами. Однако сначала нужно изучить схему подключения электрокотла к системе отопления. Пластиковые трубы используются для водяного контура, закладываемого в бетонную стяжку. Теплоноситель обычно нагревается до +28 °C, что обеспечивает уютный климат в помещении.

Идеальным выбором для системы теплого пола водяного типа являются котлы с ТЭНами. Эти устройства не только обеспечивают обогрев пола с низкой температурой теплоносителя, но и могут подогревать воду для бытового использования. Однако для повышения температуры воды до 15°C выше стандартной необходимо включить в систему бойлер.

При использовании электродного котла для обогрева пола потребуется установка смесительного узла, чтобы снизить градусы теплоносителя до подходящих для системы значений. Подключение комнатного термостата к котлу позволит конкретнее регулировать температуру. Для повышения эффективности такого пола также стоит рассмотреть использование дополнительных элементов и различных схем отопления.

Наилучшим вариантом будет прокладывание для каждого контура своей трубы, предпочтительно цельной. Также для пола с подогревом следует применять очищенный теплоноситель, поэтому в контурах важно установить фильтры для предотвращения загрязнений.

Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла

Интеграция электрокотла в систему обогрева не представляет сложностей, поскольку схема его подключения довольно стандартна. Однако в схеме обвязки электрического котла отопления важно соблюдать меры безопасности. Для устройств мощностью до 3,5 киловатта достаточно розетки, в то время как более мощные котлы требуют прямого подключения через дифференциальный автомат или УЗО с автовыключателем. Сечение силового кабеля следует рассчитать в соответствии с мощностью электрокотла. Схема подсоединения остается унифицированной для любых котлов, с различиями только по тому, сколько фаз.

Схемы подключения котла следующие: при подсоединении к однофазной электросети фазу можно соединить с любым из контактов – U, V или W. В случае подключения к трехфазной сети требуется снять перемычку и подключить фазу к каждому из контактов – U, V и W. Нулевой провод и заземление подключаются идентично как на 220В, так и на 380В.

Рассмотрим также схему для двухконтурных котлов. Если в доме отсутствует система для горячего водоснабжения, проблему можно решить несколькими способами:

1. Установить двухконтурный котел, который одновременно будет обеспечивать отопление и горячую воду.
2. Подключить одноконтурный котел к бойлеру косвенного нагрева, чтобы обеспечить горячую воду.

Выбор первой схемы электрокотла требует понимания базового подключения одноконтурного отопительного оборудования, за исключением того, что в таком случае котел оборудован дополнительными патрубками для подачи подогретой жидкости. Монтажные работы осуществляются по аналогичной схеме, но с учетом того, что необходимо провести разводку к водоразборным точкам, таким как душ, раковина или мойка. Электроотопление будет осуществляться через отдельную линию.

Заземление

Все мощные электрические устройства, включая отопительные котлы, требуют надежного заземления. Это достигается прокладкой проводов с соответствующим сечением от корпуса настенного электрокотла к распредщитку, если он имеется, или к заземлённым электродам, установленным в земле. При подключении электрокотла заземляющую часть, находящуюся снаружи сооружения, важно расположить не далее, чем на 1 м от фундамента.

Видео обзор монтажа электрокотла

Рекомендации по эксплуатации системы отопления с электрокотлом

Рекомендуется использовать заранее подготовленный теплоноситель для системы отопления с электрокотлом. А активировать электронагреватели на максимум лучше только в крайних ситуациях, когда это абсолютно необходимо.

До начала зимы важно провести очистку устройства от загрязнений с накипью. Когда в жилище имеется множество радиаторов, лучше избегать однотрубной схемы отопления с электрокотлом. Также следует регулярно проверять соединения резьбы и сварные швы на наличие утечек и повреждений.

Электрический котел и двойные тарифы

После подключения электрического котла к системе отопления, если вы собираетесь использовать электрокотел для отопления частного дома, стоит инвестировать в двухтарифный счетчик. Помимо того, для повышения энергоэффективности рекомендуется установить теплоаккумулятор. Этот элемент позволит накапливать тепло в ночное время, когда тарифы на электроэнергию меньше, и использовать его в дневные часы.

Кроме того, перед тем как подключить электрокотел в систему отопления, полезно провести расчет необходимой мощности для оборудования. Наиболее простой метод — вычисление по площади. Обычно для обогрева 10 квадратных метров требуется 1 кВт. Исходя из этого, для отопления дома площадью 50 квадратных метров потребуется котел мощностью 5 кВт. Однако при расчете по объему помещений значения могут удваиваться, так как объем может значительно влиять на потребляемую мощность.

Например, чтобы организовать обогрев одного кубического метра пространства, необходимо около 40 Вт мощности котла. Дополнительно учитываются 100 Вт на каждое окно и 200 Вт на дверь. Также важно учитывать коэффициент отопления, который составляет до 1.3 для центральной части страны и может достигать 2 для северных регионов и Дальнего Востока. Поскольку речь идет о частном доме, требуемая мощность увеличивается в полтора раза по сравнению с аналогичным по объему помещением. В итоге общая расчетная мощность может составлять приблизительно 10-12 кВт.

Подводя итог, если вы обладаете загородным домом, лучше всего определять необходимую мощность котла исходя из объема помещения, а не только его площади. Обратите внимание, что современные электрокотлы способны достигать мощности до 60 кВт.