Электрические котлы: для дома и квартиры

К недостаткам электрокотлов можно отнести более высокую, по сравнению с газом, стоимость электроэнергии и необходимость выделенной электрической мощности, достаточной для теплоснабжения. Сдерживают широкое распространение также перебои в энергоснабжении, нередкие в российских регионах. Несмотря на это, электрические котлы широко применяются в загородных домах с сезонным проживанием, а также в качестве параллельного или резервного источника теплоснабжения.

В некоторых случаях, прежде всего в регионах, удаленных от газовых магистралей или при недостаточной их мощности, электрическая мини-котельная оказывается альтернативой при теплоснабжении многоквартирного дома. Например, «поквартиркой» с электрокотлами оборудован дом в Челябинске. Кроме того, одной из проблем при внедрении систем поквартирного теплоснабжения с газовыми котлами является обогрев подъездов, в частности, из-за необходимости организации дымоотвода от отдельного котла и подвода к нему газовой трубы. В этом случае установка электрического котла – наиболее удобный вариант, а плата за израсходованное на его работу электричество взимается согласно показателям отдельного счетчика и раскладывается на всех жильцов подъезда.

В расчете на поквартирное отопление компанией НПКК «РусНИТ» (Рязань) были разработаны электрокотлы серии «РусНИТ-Н». Это фактически первые отечественные электрические мини-котельные, собранные в закрытом корпусе – бытовые настенные отопительные котлы с полной комплектацией мощностью 5–9 кВт («РусНИТ 205Н–209Н»), позволяющие отапливать квартиры площадью до 90 м², и 12–24 кВт («РусНИТ 212Н–224Н») – до 240 м². В комплектацию первой серии входят нагревательный блок, циркуляционный насос Grundfos, расширительный бак и предохранительный клапан; котлы второй выполнены как моноблок со встроенный теплообменником из нержавеющей стали, циркуляционным насосом и блоком управления. Во всех моделях применяется трехступенчатая регулировка мощности. Наличие двух групп ТЭНов позволяет осуществлять ее равномерно, без перекоса фаз. Полупроводниковая коммутация обеспечивает надежность и бесшумность работы котла, большой ресурс переключений и устойчивую работу при понижении напряжения питающей сети до 20 %.

Безопасную эксплуатацию обеспечивает четырехуровневая защита, включающая в себя датчик предельной температуры, регулировки температуры теплоносителя и в помещении и датчик наличия теплоносителя.

В серии Electra мощностью 7,5–22,5 кВт компании Mora-Top (Чехия) котлы имеют ступенчатое регулирование мощности (шаг 2,5 кВт), мягкий старт (ограничение температуры теплоносителя в течение 15 мин). В их комплектацию входят расширительный бак, циркуляционный насос, предохранительный клапан, термоманометр, автоматический воздухоотводчик, электронный блок управления. 

Встроенный термостат позволяет осуществлять управление по температуре теплоносителя. Автоматика регулирует два отопительных контура. Имеется также функция выбега циркуляционного насоса: до снижения температуры теплоносителя до 25 ˚С либо по времени, после выключения котла. Потребитель имеет возможность выбора из пяти стандартных отопительных режимов отопления. Котлы можно объединять в каскад, а также управлять температурой в бойлере (при использовании комплекта для его подключения).

  Самодиагностика котлов с индикацией неисправностей осуществляется при каждом пуске. Возможно подключение комнатного термостата, погодозависимой автоматики. Имеются функции «сон», предотвращения заклинивания насоса, «ночной температуры», защиты от замерзания котла и системы отопления (при использовании наружного датчика), «защиты от легионелл». Котлами можно управлять дистанционно и при помощи мобильного телефона.

Котлы серии Therm EL 5–45 мощностью 4,5–45 кВт, разработанные компанией Thermona (Чехия), комплектуются встроенным насосом, расширительным баком, линией подпитки и сливом. Автоматика обеспечивает диагностику и сообщения о состояниях сбоя. В котлах установлены ТЭНы с микропроцессорным управлением, каждый из которых имеет свое силовое реле и поэтому работает без шума. Регулирование мощности – плавное, автоматическое, со ступенями 0,5; 1; 2,5 кВт. Предусмотрены возможность быстрого нагрева воды в бойлере, автоматическая настройка отопительного контура по температуре наружного воздуха, подключение GSM-модуля, функция защиты от заклинивания насоса и замерзания системы. Такие теплогенераторы могут объединяться в каскады до 32 аппаратов.

Для нагрева в электрокотлах теплоносителя, которым может быть как вода, так и антифриз, применяются различные конструкции: электроды, ТЭНы, а также внешний обогрев теплообменника за счет резистивного или индукционного элемента. В котле электродного типа тепло генерируется при прохождении электрического тока через емкость с теплоносителем, и котел функционирует как проточный электронагреватель. 

В поквартирном отоплении наибольшее распространение получили аппараты, в которых тепловая энергия трубчатого электронагревателя (ТЭНа) кондуктивно передается теплоносителю. ТЭН состоит из прочной металлической оболочки из стали, меди, алюминия или титана, внутри которой размещена нихромовая резистивная спираль и контактные стержни. От оболочки спираль отделяется диэлектрическим наполнителем с высокой теплопроводностью – оксидом магния или кварцевым песком. Тепловыделяющие элементы не имеют электрического контакта с теплоносителем, поэтому нет токов утечки. Это позволяет устанавливать в них УЗО (устройство защитного отключения). Мощность котлов не зависит от вида используемого теплоносителя и его температуры, меняясь только в пределах изменения напряжения в питающей электросети. Поэтому легко реализуется ступенчатое или плавное регулирование, позволяющее минимизировать броски напряжения при включении/выключении котлов. В таких котлах могут применяться антифриз и вода, не требующая подготовки по электропроводности.

Их недостаток в том, что нагревательные элементы имеют ограниченный ресурс, причем отложение на них накипи значительно ухудшает отвод тепла, приводя к преждевременному выходу из строя. Поэтому необходимы меры для снижения жесткости воды. ТЭНовые электрокотлы могут быть одно- и двухконтурными. Обычно они имеют настенное исполнение, но есть и напольные модели, более мощные. Так, модельный ряд E-Tech P компании ACV (Бельгия) включает напольные котлы мощностью 57,6–259,2 кВт. Компания Jaspi (Финляндия) выпускает широкий ассортимент электрокотлов мощностью от 31 до 1800 кВт. Их системы регулирования являются 7-, 15- или 30-ступенчатыми.

Долгий срок службы настенных котлов Amptec компании Baxi (Великобритания) мощностью 4–12 кВт обеспечивается применением полупроводниковых коммутирующих устройств и медных ТЭНов. 

При эксплуатации электрических котлов предъявляются повышенные требования к питающим сетям и автоматике. Поэтому ведущие производители, как правило, стараются снизить пусковую нагрузку, чтобы избежать больших перепадов напряжения. Например, в котле «Скат» чешской компании Protherm установлено несколько нагревательных элементов, которые включаются электроникой с 20-секундной задержкой и максимальным шагом мощности 0,6 кВт.