Что собой представляют комбинированные котлы «дрова-электричество»
Котлы смешанного типа, работающие на твердом топливе и электричестве, – это всегда напольная конструкция, по габаритам соответствующая обычным твердотопливным моделям. Без использования ТЭНов (трубчатых электронагревателей) – это обычные твердотопливные котлы, сжигающие не только дрова, но и уголь, пеллеты, торф, кокс, антрацит. Обвязка, установка и подключение универсальных котлов производится аналогично однотопливным.
Модель Куппер Практик.
Для чего нужны и как применяются
Отопление электричеством является наиболее дорогим. Однако если использовать его в качестве резервного источника тепла в твердотопливном котле, можно получить больше выгод, чем может показаться на первый взгляд:
- сохранение комфортного уровня температуры после прогорания твердого топлива в течение более длительного срока, например, до утра, если загрузка догорела в полночь;
- сглаживание цикличности твердотопливных котлов, когда на пике горения достигается чрезмерная теплопроизводительность, а между загрузками она сильно снижается. Как следствие, трудно сохранять постоянный комфортный уровень температуры в доме;
- возможность более быстрого нагрева теплоносителя при одновременном использовании дров и электроэнергии;
- серьезная экономия пространства котельной, поскольку для установки двух отдельных однотопливных котлов нужно по крайней мере 6 м2 свободной площади.
В отличие от газово-дровяных моделей, котлы на твердом топливе и электричестве более оправданы, практически не отличаются по стоимости от обычных твердотопливных аналогов.
Однако если есть финансовые возможности, а место в котельной не ограничено, мы рекомендуем установить два отдельных котла, которые можно подключить параллельно (если система с естественной циркуляцией) или последовательно (если планируется закрытая система отопления с принудительной циркуляцией теплоносителя). На это есть несколько причин:
- функциональность отдельного электрического котла сильно выше, особенно при использовании комнатного термостата;
- блок ТЭНов уменьшает объем топочной камеры в среднем на 5-15 литров, что сказывается на длительности горения одной загрузки;
- КПД ТЭНов при работе после прогорания загрузки снижается на несколько процентов (от стандартных 99%) в виду наличия в топке постоянной тяги. Кроме того, водяная рубашка, в которую помещены трубчатые электронагреватели обычно не отделена слоем теплоизоляции, что добавляет теплопотери через теплообменник (когда нагревательный узел даже бюджетных электрокотлов имеет слой теплоизоляции).
Котлы с длительностью горения одной закладки топлива до 7 суток
Устройство и принцип работы
Котлы со встроенным ТЭНом имеют абсолютно такую же конструкцию, как и классические твердотопливные аналоги, за исключением отведенного в водяной рубашке места под блок ТЭНов, часто это подразумевает уменьшение объема топочной камеры. Блок трубчатых электронагревателей – съемный, нагревательная часть помещена непосредственно в теплообменник, а контакты выведены через отверстие в стенке корпуса котла.
Работают даже 6 кВт блоки от однофазной электросети, управляются с котла, автоматически или с помощью отдельного пульта управления, как в моделях Zota и Теплодар Куппер.
Алгоритм работы прост:
- При растопке дровами или углем котел работает как и любой другой твердотопливник. Уровень тяги и температуры поддерживает механический терморегулятор.
- После сгорания загрузки топлива, температура теплоносителя падает и, при достижении критической отметки, датчик температуры подает сигнал блоку ТЭНов.
- Если во время обогрева ТЭНами загрузить новую порцию твердого топлива, температура теплоносителя поднимется и ТЭНы отключатся.
Так выглядит готовый комплект замены (ПУ, ТЭН и проводка) длякотлов Zota.
Подробная пошаговая инструкция по установке и подключению
Монтаж электрокотла на стену
- Очистите стену от пыли и грязи.
- Монтажный набор: навесная монтажная пластина, дюбели и винты, как правило идут в комплекте с котлом.
- Сделайте на стене разметку в соответствии с крепежной планкой и просверлите отверстия соответствующего дюбелям диаметра (обычно Ø 10 мм), вставьте дюбели в отверстия.
- Подвесьте котел на резьбовые крюки, после чего закрутите винты.
Организация обвязки
Для ТЭНовых электрокотлов в моноблочном корпусе, которые уже имеют все необходимые элементы системы достаточно подвести к соответствующим патрубкам подающую и обратную линии. К обратке через кран подпитки необходимо подвести запуск воды в систему.
Для простых ТЭНовых котлов без циркуляционного насоса и расширительного бака все элементы присоединяются в соответствии с одной из схем, приведенных выше .
- Сначала на специальные крепления монтируется гидроколлектор и расширительный бак.
- Далее в соответствии со схемой прокладываются разводка труб с установленными на них циркуляционным насосом, фильтром, группой безопасности .
Подвод электрической проводки и подключение к ней электрокотла
Электрические котлы имеют большую мощность и подключать к розетке разрешено лишь маломощные модели до 3,5 кВт, обычно используемые в квартирах. В иных случаях подключение осуществляется исключительно напрямую.
Подключается котлоагрегат к электрической сети через диффеенциальный автомат защиты или связку УЗО + автоматический выключатель (по 1 выключателю на каждую фазу). Силовой кабель должен иметь достаточное сечение, рассчитать которое можно, например, исходя из мощности электрокотла.
| Сечение кабеля, мм2 | Медные жилы, кВт | Алюминиевые жилы, кВт | ||
| 220 В | 380 В | 220 В | 380 В | |
| 1,5 | 3,3 | 5,7 | — | — |
| 2,0 | 4,1 | 7,2 | 3,0 | 5,3 |
| 2,5 | 4,6 | 7,9 | 3,5 | 6,0 |
| 4,0 | 5,9 | 10 | 4,6 | 7,9 |
| 6,0 | 7,4 | 12 | 5,7 | 9,8 |
| 10,0 | 11 | 19 | 8,3 | 14,0 |
| 16,0 | 17 | 30 | 12 | 20,0 |
Пример таблицы из инструкции по эксплуатации Protherm Скат 9KR 13.
Сама электрическая схема подключения одинакова для всех электрокотлов, разница лишь в количестве фаз.
При подключении к однофазной электросети достаточно подключить фазу к любому из контактов (U, V или W). При подключении электрокотла к трехфазной (380 В) электросети необходимо вытащить перемычку (см. схему) и подключить к каждому из 3-х контактов фазу. Ноль и заземление (N и PE соответственно) в каждом из случаев подключается одинаково.
Пример блока контактов Protherm Скат, подключение идет к трехфазной электросети.
Подключение автоматики электрического котла через магнитный пускатель.
Заземление
Электрические установки большой мощности, к которым относятся и бытовые электрокотлы, требуют качественного заземления с соблюдением всех норм и требований. От корпуса котла должен идти провод необходимого сечения до внутреннего распределительного щита заземления, если оно уже организовано, или напрямую до вкопанных в почву электродов, если заземления в загородном доме нет.
Наружная часть защиты должна находиться в месте, где гарантированно никого не будет в момент пробоя электросети, но желательно не далее 1 метра от фундамента дома.
Порядок работ:
- Прокопайте лопатой треугольник и подвод к нему глубиной 0,5-0,7 м, длинна сторон треугольника – 1,2 м.
На фото – пример траншеи и уже готовой заземляющей конструкции.
- Заострите болгаркой и забейте в землю по вершинам треугольника вертикальные заземлители – металлические уголки 50*50 длинной 2,1-2,2 метра. Они лишь немного должны торчать из земли, чтобы в дальнейшем к ним можно было приварить горизонтальные заземляющие пластины.
- Образуя стороны треугольника, приварите к вертикальным электродам 3 полоски металла длинной 1,2 м, шириной 4 см и толщиной не менее 4 см.
- Приварите к ближайшей вершине треугольника и проведите по траншее к фундаменту дома полосу из нержавеющей стали 4)*4 мм.
- Соедините заземляющий провод идущий от распределительного щита или корпуса электрокотла болтовым соединением.
- Засыпьте конструкцию землей.
Опрос: сделано ли в вашем загородном доме полноценное заземление?
- Да, с соблюдением всех требований
- Сделано, но неверно
- Нет
Пробный запуск котла
- Проверьте изоляцию всех проводов, надежность соединительных муфт, кранов и стыков труб.
- Запустите воду в систему отопления через кран подпитки, открывая вентиль не полностью, чтобы вода набиралась под меньшим давлением.
- Спустите воздух через воздухоотводчик, в некоторых моделях имеется автоматический воздухоотводчик.
- Проконтролируйте давление в системе с помощью манометра, точные номинальные значения указаны в паспорте электрокотла, обычно это 1,3-2,0 бар в рабочем режиме и 1,0-1,3 бар при отключенном котле.
Особенности подключения электрокотла
С одной стороны нельзя назвать монтаж отопительного котла очень сложной работой, а с другой – обустройство системы обогрева дома требует соблюдения определенной технологии установки электрокотла. Преимущества электрокотла, изображенного на фото, перед другими видами отопительных приборов в том, что его можно установить в любой точке системы теплоснабжения, и он будет хорошо функционировать, но при условии выполнения правильной обвязки данного нагревательного устройства, согласно схеме подключения электрического котла отопления.
Электрокотел одинаково эффективно работает в конструкциях с естественной и принудительной циркуляцией жидкого теплоносителя. Прибор следует устанавливать в самой низкой точке электрической системы отопления. благодаря чему достигается самый высокий уровень прогрева батарей. Подающую трубу необходимо расположить на минимальной высоте.
Вне зависимости от схемы теплоснабжения с электрическим котлом в ней непременно должно быть заземление прибора. Устройство можно подключать к электрощиту, но нулевую фазу использовать запрещается. Это не просто опасно: оборудование воспринимает такие действия как короткое замыкание. Правильное подключение электрокотла к сети является одним из условий надежной работы отопительной системы. Необходимо также подобрать качественные комплектующие, а кроме этого нужна профессионально выполненная обвязка электрического котла отопления. Правильно сделанная работа обеспечит незначительную разницу в температуре жидкого теплоносителя на входе и выходе устройства. Для этого большое значение имеет верное размещение электрокотла с его последующим подключением (прочитайте: «Подключение электрокотла к системе отопления: инструкция «). Только при соблюдении данных правил, теплоноситель сможет максимально эффективно отдавать тепло радиаторам.
Индукционный
Работа индукционных моделей основывается на физическом явлении «индукция», которое происходит во взаимодействующих между собой катушках. Они по праву занимают лидирующие позиции на рынках.
Если говорить о преимуществах, следует отметить:
- Очень высокий КПД, достигающий 99% — таким образом вся электроэнергия, за которую приходится платить, преобразуется в тепло
- Экономичны и эффективны при взаимодействии с системами теплый пол
- Могут одновременно использоваться для ГВС (горячее водоснабжение)
Единственным недостатком может стать стоимость подобного оборудования. Оно легко устанавливается, но в случае поломки требует ремонта профессиональным мастером.
Процедуры установки
Для подвеса аппарата нужна монтажная планка, которая входит в комплект поставки: ее крепят к стене четырьмя дюбелями или анкерными болтами с обязательным выравниванием по горизонтали и вертикали. Если это напольный котел, то он устанавливается на специальную подставку.
Аппарат необходимо заземлить, осмотреть и убедиться, что он находится в правильном положении, давление воды в системе в норме, а также присоединены все коммуникации.
Электрические отопительные агрегаты должны подключаться проводом, сечение которого указано в документации на оборудование. Провода ведутся в специальных защитных коробах.
Варианты схем
Существуют различные схемы: схема подключения электрокотла с радиаторами отопления, схемы с возможностью монтажа каскада. Последний вариант применяется, если необходимо отапливать большие площади. Для работы аппаратов в каскаде клеммы управляющего агрегата соединяются с клеммами управляемого. Если системой установок руководит комнатный регулятор, то его управляющие контакты соединяются с клеммами ведущего оборудования.
Обвязка отопительного аппарата
Обвязка может проводиться по прямой и смесительной схеме. Прямая схема предполагает регулировку температур горелкой, смесительная – смесителем с сервоприводом. Обвязка проводится следующим образом. Устанавливается котельный коллектор, к котлу присоединяется труба необходимого диаметра.
На входе устанавливается трехходовый смесительный клапан, который будет регулировать температуру. На обратной линии устанавливается циркуляционный насос и монтируется блок контроля. После обвязки можно наполнять систему теплоносителем и провести испытание работы оборудования на правильность.
Не нужно недооценивать этот этап: в реальности он не так прост и незначителен, как может показаться. Нормальная обвязка позволяет использовать оборудование без системы автоматики, а это сильно уменьшает затраты. Поэтому она должна быть выполнена на профессиональном уровне и с учетом особенностей конструкции системы и котла.
Обвязку электрического котла должен делать специалист. Если все-таки ее приходится делать самостоятельно, то нужны уже собранные распределительные узлы. Общая схема реализации системы отопления в доме.
Рассчитываем мощность
Различные инструкции советуют множество методов расчета мощности отопительного оборудования – для электрических котлов не исключение. Однако самый простой способов узнать искомое значения, проверенный многолетними наблюдениями, воспользоваться следующей формулой: W = Wуд * S
- W – искомое значение мощности отопительного оборудования
- S – площадь дома
- Wуд – удельная мощность для различных районов страны (северные области – 0.2, южные области – 0.15, центральные области – 0.07)
Однако на полученное значение влияет немало посторонних факторов. Чтоб не допустить большой погрешности, необходимо учесть дополнительные тепловые потери, умножив на соответствующие коэффициенты:
- Если кровля не утеплена – 0.25
- Если стены не утеплены – 0.35
- Если установлены старые окна или происходит частое проветривание – 0.15
Подводим итоги
Безусловно, электрокотлов для отопления дома набирают широкую востребованность. Они могут использоваться в качестве основного и дополнительного источника тепловой энергии. Однако прежде чем сделать выбор, необходимо решить насколько он будет целесообразным.
Обвязка электрического котла отопления: важный этап
Особенности подключения электрокотла
С одной стороны нельзя назвать монтаж отопительного котла очень сложной работой, а с другой – обустройство системы обогрева дома требует соблюдения определенной технологии установки электрокотла. Преимущества электрокотла, изображенного на фото, перед другими видами отопительных приборов в том, что его можно установить в любой точке системы теплоснабжения, и он будет хорошо функционировать, но при условии выполнения правильной обвязки данного нагревательного устройства, согласно схеме подключения электрического котла отопления.
Вне зависимости от схемы теплоснабжения с электрическим котлом в ней непременно должно быть заземление прибора. Устройство можно подключать к электрощиту, но нулевую фазу использовать запрещается. Это не просто опасно: оборудование воспринимает такие действия как короткое замыкание.
Правильное подключение электрокотла к сети является одним из условий надежной работы отопительной системы. Необходимо также подобрать качественные комплектующие, а кроме этого нужна профессионально выполненная обвязка электрического котла отопления. Правильно сделанная работа обеспечит незначительную разницу в температуре жидкого теплоносителя на входе и выходе устройства. Для этого большое значение имеет верное размещение электрокотла с его последующим подключением (прочитайте: “Подключение электрокотла к системе отопления: инструкция”). Только при соблюдении данных правил, теплоноситель сможет максимально эффективно отдавать тепло радиаторам.
Необходимость обвязки электрокотла
Прежде всего, обвязка требуется электрокотлу для защиты прибора от перегрева. Как показывает практика, если правильно выполнена схема обвязки электрического котла отопления, то снижаются теплопотери, а, соответственно, экономятся денежные средства. Также исчезает необходимость приобретать дорогостоящее оборудование для контроля над работой системы.
Если модель отопительного электрического котла изначально не оснащена автоматическим блоком, контролирующим функционирование системы, тогда для прибора большое значение имеет правильная обвязка. Она позволит добиться максимально эффективной работы даже при установке не особо мощного котла.
Схема обвязки электрокотла
При выполнении схемы обвязки следует учитывать, что помимо расчета мощности для электрического отопительного прибора, необходимо не забывать о ее основном назначении – осуществлении контроля над перепадом температуры жидкости на входе устройства и его выходе.
- разные по диаметру трубы;
- радиаторы отопления (прочитайте: “Обвязка радиаторов отопления полипропиленом – просто и доступно”);
- циркуляционный насос;
- манометр;
- кран балансировки;
- распределительный клапан;
- проходной фильтр.
Из оборудования и инструментов в наличии должны быть сварочный аппарат и гаечные ключи.
Что касается дополнительных и крепежных изделий, то из них будут нужны:
- тройники, переходники;
- предохранительный, обратный, воздушный клапаны;
- болты, гайки, муфты.
Обвязка электрического котла отопления выполняется согласно одному из четырех различных принципов:
- с принудительной циркуляцией воды;
- с естественной циркуляцией теплоносителя;
- классический вариант разводки;
- с применением первично-вторичных колец.
Система отопления помещения с естественной циркуляцией воды состоит из:
Схема, обеспечивающая принудительную циркуляцию, включает следующие элементы:
- регулятор температуры воздуха в комнате;
- радиаторы;
- электрокотел;
- расширительный бак открытого типа;
- блок безопасности, состоящий из предохранительного клапана и манометра;
- кран для восполнения количества теплоносителя;
- насос;
- обратный клапан;
- антиконденсатный насос;
- датчик минимального температурного режима.
Если отопительная конструкция функционирует с использованием настенного электрического нагревательного прибора, то все ее элементы также включаются в обвязку, которая помимо теплоснабжения, может обеспечивать горячее водоснабжение и функционирование системы обогрева «теплый пол».
Аварийная обвязка электрокотла
Обвязка электрического котла отопления двухконтурной схемы обязательно должна предусматривать способы, позволяющие контролировать и управлять системой, если произойдет непредвиденная аварийная ситуация. Например, может отключиться электроснабжение. Иногда проблему с временным отсутствием электроэнергии решать при помощи использования источников бесперебойного питания или аккумуляторов (их следует периодически при необходимости заряжать).
Как подключить твердотопливный котел
Каноническая схема подключения твердотопливного котла содержит два главных элемента, позволяющих ей надежно функционировать в системе отопления частного дома. Это группа безопасности и смесительный узел на основе трехходового клапана с термоголовкой и датчиком температуры, показанные на рисунке:
Примечание. Здесь условно не показан расширительный бак, поскольку он может располагаться в разных местах в различных отопительных системах.
Представленная схема показывает, как подключить агрегат правильно и должна всегда сопровождать любой котел на твердом топливе, желательно даже пеллетный. Вы можете где угодно найти различные общие схемы отопления – с теплоаккумулятором, бойлером косвенного нагрева или гидрострелкой, на которых данный узел не показан, но он там должен быть обязательно. Подробнее об этом рассказано на видео:
Задача группы безопасности, устанавливаемой прямо на выходе подающего патрубка твердотопливного котла, — сбрасывать в автоматическом режиме давление в сети при его росте сверх установленного значения (обычно – 3 Бар). Этим занимается предохранительный клапан, а кроме него элемент оснащен автоматическим воздухоотводчиком и манометром. Первый выпускает появляющийся в теплоносителе воздух, второй служит для контроля над давлением.
Внимание! На отрезке трубопровода между группой безопасности и котлом не допускается установка любой запорной арматуры
Как работает схема
Смесительный узел, предохраняющий теплогенератор от конденсата и температурных перепадов, работает по такому алгоритму, начиная от растопки:
- Дрова только разгораются, насос включен, клапан со стороны системы отопления закрыт. Теплоноситель циркулирует по малому кругу через байпас.
- При повышении температуры в обратном трубопроводе до 50—55 °С, где стоит накладной датчик выносного типа, термоголовка по его команде начинает нажимать на шток трехходового клапана.
- Клапан потихоньку открывается и холодная вода понемногу поступает в котел, смешиваясь с горячей из байпаса.
- По мере того как прогреваются все радиаторы растет общая температура и тогда клапан перекрывает байпас полностью, пропуская весь теплоноситель через теплообменник агрегата.
Данная схема обвязки – самая простая и надежная, ее монтаж можно спокойно выполнить своими руками и таким образом обеспечить безопасную работу твердотопливного котла. Касательно этого есть парочка рекомендаций, особенно при обвязке дровяного отопителя в частном доме полипропиленом или другими полимерными трубами:
- Участок трубы от котла до группы безопасности сделайте из металла, а дальше прокладывайте пластик.
- Толстостенный полипропилен плохо проводит тепло, из-за чего накладной датчик станет откровенно врать, а трехходовой кран – запаздывать. Для корректной работы узла участок между насосом и теплогенератором, где стоит медная колба, тоже должен быть металлическим.
Другой момент – место установки циркуляционного насоса. Лучше всего ему стоять там, где он изображен на схеме – на обратке перед дровяным котлом. Вообще, ставить насос можно и на подаче, но вспомните, о чем говорилось выше: при аварийной ситуации в подающем патрубке может появиться пар. Насос не может перекачивать газы, поэтому при попадании в него пара циркуляция теплоносителя остановится. Это ускорит возможный взрыв котла, ведь он не будет охлаждаться протекающей из обратки водой.
Способ удешевления обвязки
Схему защиты от конденсата можно удешевить, если поставить трехходовой смесительный клапан упрощенной конструкции, не требующий подключения накладного температурного датчика и термоголовки. В нем уже вмонтирован термостатический элемент, настроенный на фиксированную температуру смеси 55 либо 60 °С, как это изображено на рисунке:
Специальный 3-ходовой клапан для твердотопливных отопительных агрегатов HERZ-Teplomix
Примечание. Подобные клапаны, поддерживающие фиксированную температуру смешанной воды на выходе и предназначенные для установки в первичный контур твердотопливного котла, выпускают многие известные бренды — Herz Armaturen, Danfoss, Regulus и другие.
Установка такого элемента однозначно позволяет сэкономить на обвязке ТТ-котла. Но при этом теряется возможность изменения температуры теплоносителя с помощью термоголовки, а ее отклонение на выходе может достигнуть на 1—2 °С. В большинстве случаев эти недостатки несущественны.
Обвязка котла на твердом топливе полипропиленом
Пластиковые трубы имеют широкое распространение. Это обусловлено их приемлемой стоимостью, а также универсальностью. Благодаря полипропиленовым трубам можно избежать любых неприятностей и выполнить контур любой сложности. Скрепляются трубы посредством паяльника и фитингов.
Старайтесь сцепить их таким образом, чтобы соединений было как можно меньше.
Это обусловлено тем, что часто в участках пайки внутренний диаметр заужается, а из-за этого образуется ненужное гидростатическое напряжение и производительность котла падает. Если конструкция позволяет, то лучше применять отводы с плавным переходом, так вы исключите резкие перепады. Современный полипропилен спокойно выдержит температуру теплоносителя до 95°C, срок его эксплуатации достигает 50 лет без надобности производить какое-то серьезное обслуживание.
Подводя итог всего вышеописанного, стоит отметить, что описанные схемы обвязки твердотопливного котла очень популярны сегодня. Это обусловлено их простотой и надежностью. Для того, чтобы подобрать наиболее подходящий вариант для конкретного случая, лучше воспользоваться помощью специалистов.
