Jeśli nie jest możliwe doprowadzenie gazu do domu, konieczne jest rozwiązanie problemu z autonomicznym ogrzewaniem i podgrzewaniem wody przy użyciu alternatywnych źródeł energii. Możesz zainstalować generatory słoneczne, ogrzewać drewno lub pelety. Jednak najlepszym rozwiązaniem może być dwuprzewodowy kocioł elektryczny.
W naszym artykule szczegółowo opisujemy zasadę działania i rodzaje urządzeń przetwarzających energię elektryczną na energię cieplną. Wymieniono wytyczne, które powinni wziąć pod uwagę przyszli właściciele urządzenia przed jego zakupem. Podano zalecenia dotyczące ekonomicznej eksploatacji.
Zasada działania urządzenia
Konstrukcja dwuprzewodowego kotła umożliwia umieszczenie w jednym urządzeniu dwóch elementów grzewczych do podgrzewania wody i chłodziwa. System działa dzięki konwersji prądu elektrycznego na energię cieplną.
Cechy konstrukcyjne kotła z podwójnym obiegiem
Aby ogrzać pomieszczenie, do kotła podłączony jest zamknięty obwód grzewczy, wzdłuż którego porusza się czynnik chłodzący. Drugi rurociąg przeznaczony jest do dostarczania gorącej wody, która jest podgrzewana we wbudowanym zbiorniku lub zgodnie z zasadą przepływu.
W ciepłym sezonie można wyłączyć ogrzewanie i używać kotła tylko jako kotła.
Dwa obwody kotła elektrycznego mogą działać niezależnie od siebie, jednocześnie ogrzewając dom i podgrzewając wodę
Urządzenie składa się z następujących głównych elementów:
- walizki z izolacją termiczną, złączami wejściowymi i wyjściowymi;
- wymiennik ciepła, przez który krąży czynnik chłodzący;
- system sterowania i jednostka automatyki, która pozwala ustawić parametry temperatury i wyłączyć / włączyć urządzenie;
- Urządzenie ogrzewcze;
- zbiornik wyrównawczy do odciążenia;
- Zawór bezpieczeństwa;
- odpowietrznik (automatyczny lub ręczny) do usuwania zacięć powietrza;
- pompy okrągłe do ciepłej wody użytkowej i ogrzewania;
- grupy bezpieczeństwa z czujnikami temperatury i przekaźnikami.
Zasada działania kotła elektrycznego polega na wymianie ciepła: pompa kołowa pompuje wodę do zbiornika, który jest podgrzewany do określonej temperatury przez termoparę i jest odprowadzany do obwodu grzewczego lub do instalacji ciepłej wody użytkowej.
W rzeczywistości dwuprzewodowe urządzenie elektryczne, podobnie jak jego gazowy odpowiednik, może służyć zarówno jako kocioł domowy, jak i podgrzewacz przepływowy wody.
Zalety i wady sprzętu elektrycznego
Ogrzewanie elektryczne jest przyjazną dla środowiska metodą ogrzewania, ponieważ nie zanieczyszcza powietrza dymem i sadzą jak kocioł na paliwo stałe, tlenek węgla i inne szkodliwe „odpady”, takie jak urządzenia gazowe.
Ponadto osobliwość ogrzewania elektrycznego praktycznie eliminuje działanie siły awaryjnej w przypadku wycieku wody - jeśli w układzie nie ma płynu chłodzącego, urządzenie automatycznie się wyłącza.
Kocioł elektryczny ma doskonały współczynnik sprawności - 95-99%, ale nawet tak wysoki transfer ciepła nie kompensuje dużego zużycia energii elektrycznej, dlatego w porównaniu z kotłem gazowym urządzenie traci
Ponadto typowe zalety sprzętu elektrycznego obejmują:
- Łatwa instalacja - nie ma potrzeby wyposażania komina, wymuszonego systemu wentylacji, zasilania gazociągu i sporządzania szeregu pozwoleń, jak w przypadku instalacji kotła gazowego.
- Bezpieczeństwo - prawdopodobieństwo wycieku lub wrzenia kotła elektrycznego jest bardzo małe, ponadto konstrukcja urządzenia nie przewiduje zastosowania otwartego ognia, materiałów łatwopalnych i gazu wybuchowego.
- Kompaktowy rozmiar - Ważny moment dla małych pomieszczeń. Ponadto urządzenie można zainstalować nie tylko w miejscach specjalnie przewidzianych w projekcie (takich jak urządzenia gazowe), ale w dowolnym dogodnym miejscu, w którym można podłączyć do sieci elektrycznej i ogrzewania.
- Ciche funkcjonowanie - Kocioł elektryczny działa bez wibracji, „spalin” i innych dźwięków, które grzeszą paliwami stałymi i gazowymi.
- Niedrogi koszt zarówno samo urządzenie, jak i jego instalacja, konserwacja.
Jeśli chodzi o niedociągnięcia, jednym z najbardziej znaczących jest koszt zużytej energii. Jeśli mówimy o ogrzewaniu elektrycznym i ciepłej wodzie dla dużego domku, kwoty będą imponujące.
Dlatego nie będzie zbyteczne dokonywanie przynajmniej przybliżonych obliczeń zużycia przed zakupem poprzez analizę informacji o powierzchni, zużyciu wody i mocy urządzenia. A potem zdecyduj, czy „owcza skóra” jest warta kosztów.
Instalacja specjalnych sterowników, urządzeń pamięci i zróżnicowanych liczników pracujących w trybie „dzień-noc” znacznie obniży koszty.
Inne wady:
- Zależność energetyczna - w obszarze o ciągłych zakłóceniach energii elektrycznej instalacja takiego urządzenia grzewczego traci swoje znaczenie. Jeśli jednak wyłączenia są przypadkowe i nie są normą, zakup generatora przechowującego energię pomoże rozwiązać problem.
- Skoki napięcia w sieci mają one szkodliwy wpływ na wrażliwą automatyzację kotła, dlatego przed zainstalowaniem urządzenia należy kupić dobre stabilizatory energii.
- Osadzanie. Ponieważ do ciepłej wody użytkowej używana jest bieżąca woda, elementy grzewcze są stopniowo pokrywane kamieniem, który należy usunąć z urządzenia. Rozwiązaniem może być zainstalowanie filtrów na wlocie zimnej wody i regularna obsługa.
Ponadto przed zainstalowaniem kotła elektrycznego należy dowiedzieć się, czy sieć domowa jest przystosowana do takiego obciążenia. Na przykład obszar 200 kwadratów będzie wymagał co najmniej 16-20 kW.
Dotyczy to wyłącznie ogrzewania, z wyłączeniem innych urządzeń elektrycznych. A jeśli w nowych domkach letniskowych taką energię zapewnia się poprzez podłączenie do sieci trójfazowej, wówczas w domku letnim zwykle przydzielane jest nie więcej niż 10 kW.
Rodzaje kotłów elektrycznych
Nowoczesne kotły elektryczne są wyposażone w grzejniki o innej zasadzie działania. Ale jednocześnie tylko urządzenia z konstrukcją elementu grzewczego mogą być używane zarówno do ogrzewania, jak i do dostarczania ciepłej wody.
Podłączenie kotła elektrycznego do systemu grzewczego i ciepłej wody najczęściej wiąże się z instalacją kotła z wymiennikiem ciepła lub zasobnikiem do gromadzenia ciepłej wody
Inne typy urządzeń mogą być używane do ciepłej wody użytkowej tylko wtedy, gdy pośredni kocioł grzewczy jest podłączony do obwodu grzewczego.
Urządzenia elektryczne z elementami grzewczymi
W najczęstszych modelach kotłów elektrycznych wbudowane są elementy grzejne - elementy grzejne wykonane z ceramiki lub metalu mają postać prętów, spiral lub pustego pręta zakrzywionego łukiem, wewnątrz którego umieszczona jest nić o pewnym oporze. Działają one jako „pośrednicy”, podgrzewając się wraz z przepływem prądu elektrycznego i przenosząc ciepło do wody.
Schemat obwodu dwuprzewodowego kotła elektrycznego. Liczba elementów zależy od mocy urządzenia i jego wewnętrznej objętości, ale dodatkowe elementy grzewcze nie tylko zwiększają szybkość nagrzewania, ale także koszt energii elektrycznej i konserwacji
Główną wadą urządzenia jest szybkie tworzenie się kamienia na elementach grzewczych, co pogarsza jego działanie. Na przykład, gdy grubość kamienia wynosi tylko 0,5 mm, wydajność urządzenia spada o 10% wartości nominalnej, a przy 2 mm - o 35-40%!
W rezultacie urządzenie podgrzewa wodę wolniej, co zwiększa zużycie energii elektrycznej. Dlatego kocioł wymaga stałego czyszczenia i okresowej wymiany uszkodzonych elementów grzewczych.
Aby przedłużyć żywotność grzejnika, zaleca się użycie systemu czyszczenia filtrów lub dodanie specjalnych emolientów do płynu chłodzącego i dodanie wody destylowanej do obwodu grzewczego.
Ponadto kotły z elementem grzewczym wymagają regularnej konserwacji, ponieważ mówimy o bezpiecznym użytkowaniu sprzętu. Element grzewczy zużywa się stopniowo i może ulec spaleniu.
Jeśli tak się stanie z obniżeniem ciśnienia w skrzynce - kolejna połowa problemu. W takim przypadku podgrzany nichrom po prostu rozpadnie się po kontakcie z wodą i nie stanowi zagrożenia dla ludzi. Ale jeśli odłączony element pozostanie w nienaruszonej obudowie i nadal będzie działać, cała metalowa obudowa zostanie pod napięciem z powodu przewodnika-wody.
Sprzęt do nagrzewania indukcyjnego
Działanie kotła indukcyjnego opiera się na indukcji magnetycznej, która umożliwia przekształcenie energii elektrycznej w energię cieplną. Wewnątrz obudowy znajduje się obwód pierwotny z cewką indukcyjną, która po przyłożeniu napięcia wytwarza zmienne pole magnetyczne.
W rezultacie powstają tak zwane prądy Foucaulta (lub wirowe), które ogrzewają metal i przekazują jego ciepło do krążącego nośnika.
Sprawdzone w czasie elektryczne kotły grzewcze mogą być instalowane bez obaw nawet w salonie, ale w przypadku urządzeń indukcyjnych lepiej jest zapewnić osobny pokój - pomimo reklam producentów, medycyna nie potwierdziła nieszkodliwości pól elektromagnetycznych dla ludzi
Zalety kotłów indukcyjnych w porównaniu z elementami grzewczymi:
- Najwyższy poziom wydajności wynosi 98–99%.
- Duża powierzchnia grzewcza, a co za tym idzie szybsze przenoszenie ciepła.
- Na grzałce nie tworzy się kamień.
- Całkowicie autonomiczny i nie wymaga serwisu.
- Oprócz wody jako nośnik ciepła można stosować produkty naftowe i olej.
Główną wadą takich urządzeń jest wysoka cena i konieczność podłączenia pośredniego kotła grzewczego lub zasobnika w celu dostarczenia ciepłej wody do domu. Dlatego, pomimo wielu zalet sprzętu indukcyjnego, dwuprzewodowe kotły TEN mocno utrzymują pozycję lidera popytu wśród konsumentów.
Kotły z podgrzewaczami elektrodowymi
Działanie kotła elektrodowego opiera się na wysokiej przewodności cieplnej w pobliżu wody. Wewnątrz obudowy znajdują się elektrody ujemne i dodatnie, które wytwarzają prąd elektryczny, między nimi krąży chłodziwo.
Ogrzewanie następuje z powodu energii uwalnianej podczas dzielenia cząsteczek na naładowane jony i ich przemieszczania do elektrody o odpowiedniej biegunowości. Z tego powodu podgrzewanie wody w komorze kotła następuje niemal natychmiast.
Warunkiem koniecznym dla kotła elektrodowego jest dobre uziemienie, ponieważ urządzenia są potencjalnie niebezpiecznymi urządzeniami, a obudowa może „przebić się” przy silnym ładunku prądu
Zalety kotłów elektrodowych w porównaniu z urządzeniami TEN:
- Ogrzewają wodę 10 razy szybciej.
- Wydaj 20-30% mniej prądu.
- Mają kompaktowe wymiary nawet przy wysokiej wydajności (najczęściej modele prezentowane są w wersji naściennej).
- Nie zawiedź przy skokach mocy.
Ale z powodu znacznych niedociągnięć kotły elektrodowe nie stały się jeszcze powszechne. Są one głównie używane do ogrzewania, ale możliwe jest zorganizowanie drugiego obwodu do dostarczania ciepłej wody, pod warunkiem, że system jest wyposażony w pośredni kocioł grzewczy.
Urządzenia te są bardzo wymagające pod względem składu cieczy, która jest czynnikiem chłodzącym. Normalna woda z kranu jest wykluczona, zaleca się stosowanie specjalnego płynu o zrównoważonej kompozycji soli. Ponadto elektrody stopniowo rozpuszczają się podczas pracy i wymagają wymiany.
Kotły elektrodowe są bardzo kompaktowe, ale nie mają dużej mocy, dlatego do ogrzewania dużych powierzchni przewidziane są moduły z kilkoma szeregowo połączonymi urządzeniami
Dla bezpiecznego użytkowania zaleca się, aby kocioł elektrodowy był wyposażony w dodatkowy zestaw automatyki, który jest sprzedawany osobno i często kosztuje więcej niż samo urządzenie. Przede wszystkim jest to pompa obiegowa i elektroniczny regulator temperatury, który kontroluje temperaturę ogrzewania.
Potrzebny jest również kontroler prądu, regulujący siłę prądu, z możliwością wyłączenia sprzętu, aby zapobiec gotowaniu się wody.
Na co zwrócić uwagę przy zakupie?
Kiedy zorientujesz się, jakie urządzenie chcesz kupić, czas pomyśleć o jego rozmiarze i parametrach technicznych.
Najczęściej kotły elektryczne są instalowane w kuchni, ale możesz również wyposażyć mini kotłownię, która ukryje nieatrakcyjną komunikację i dodatkowe wyposażenie (zbiornik akumulacyjny, kocioł pośredniego ogrzewania itp.).
Wybór urządzenia według metody instalacji
Niezależnie od rodzaju konstrukcji wszystkie dwuprzewodowe kotły można podzielić na dwie duże grupy - ścienne i podłogowe. Wymiary i wybór modelu zależą bezpośrednio od obszaru, który należy ogrzać, a nawet od ilości wolnego miejsca dla samego urządzenia.
Kocioł ścienny różni się od podłogi niewielkimi wymiarami - w razie potrzeby można go schować w szafce ściennej lub szafce, ale nawet zdemaskowane urządzenie nie wygląda na nieporęczne i doskonale harmonizuje z innymi urządzeniami gospodarstwa domowego
Osprzęt przeznaczony jest do ogrzewania stosunkowo małych powierzchni - do 100 m2, dlatego najczęściej instaluje się go w mieszkaniach lub małych domach wiejskich. Są one montowane na specjalnych wspornikach do dowolnej powierzchni pionowej, która może wytrzymać takie obciążenie.
Kotły podłogowe są raczej nieporęcznymi urządzeniami, ale mogą zapewnić domowi o powierzchni do 200 m2 ciepło i nieprzerwany dopływ wody, a zbiorniki magazynowe można wbudować w samo urządzenie (co znacznie zwiększa jego wymiary) lub zamontować osobno
Jeśli kwadrat domku przekracza 200 m2, możesz wyposażyć kotłownię w kilka kotłów elektrycznych lub zastosować dodatkowe źródła ogrzewania - sprzęt na paliwo stałe lub panele słoneczne.
Obliczanie wymaganej mocy
Najprostszym sposobem jest podzielenie ogrzewanego obszaru przez 10. Uważa się, że po podgrzaniu 10 m2 Zostanie zużyty 1 kW, ale uzyskana liczba będzie bardzo warunkowa, ponieważ takie obliczenie ma sens tylko w przypadku pomieszczeń o wysokości nie większej niż 3 metry.
Ponadto koszt ciepła w dużej mierze zależy od obecności izolacji, jakości okien i ich rozmiarów, cech klimatycznych obszaru i materiałów użytych do budowy domu.
Jeśli dom ma wysokie sufity, musisz najpierw określić objętość pomieszczenia (pomnóż powierzchnię przez wysokość). Następnie oblicz wymaganą moc na podstawie obliczenia, że 1 wat będzie wymagał 35 watów.
Kupując, rozważ modele, których moc jest o 15-20% wyższa niż obliczone wskaźniki - lepiej ustawić kocioł w tryb słabszy niż zamrozić w mroźną zimę z urządzeniami działającymi na granicy
Do wyniku należy dodać „margines”:
- 10% - z dużą powierzchnią oszklenia (okna panoramiczne, ganek itp.).
- 15% - przy braku izolacji domu.
- 10-15% - dla obszarów z mroźnymi zimami.
- 20% - na dodatkowe obciążenie podczas działania ciepłej wody w trybie natychmiastowego ogrzewania.
Przy obliczaniu wymaganej mocy dla kotłów z wbudowanym magazynem należy skupić się na danych określonych przez producenta w dokumentacji technicznej.
Sposób jego mocy zależy od parametrów technicznych kotła. Urządzenia o mocy do 10 kW można podłączyć do konwencjonalnej sieci 220 V, a mocniejsze kotły można podłączyć do sieci trójfazowej (ponadto może to wymagać zgody lokalnych sieci energetycznych, jeśli linia 380 V nie jest podłączona do domu).
Inne ważne niuanse
Zgodnie z zasadą podgrzewania wody dwuprzewodowe kotły elektryczne można podzielić na przepływ i magazynowanie. Pierwszy jest dobrą opcją dla małego domu i rodziny, będzie mógł spokojnie obsługiwać 1-2 wyloty wody oprócz ogrzewania. Jednak pomimo zwartości i wygody obsługi urządzenie „2 w 1” ma znaczną wadę - wysokie obciążenie sieci energetycznej.
Ale jednostka magazynowa zajmuje znacznie więcej miejsca dzięki dodatkowemu zbiornikowi, który przechowuje zapasy ciepłej wody. Zaletą tego rodzaju sprzętu jest to, że może on dostarczać duże ilości wody i oszczędzać do 10% energii elektrycznej, ponieważ nie wydaje energii na ciągłe ogrzewanie, a jedynie utrzymuje swoją temperaturę.
Dzięki obudowie izolacyjnej utrata ciepła wody w zbiorniku na godzinę wyniesie nie więcej niż 0,5 stopnia. W paszporcie technicznym urządzenia przeznaczonego do podłączenia do systemu zaopatrzenia w ciepłą wodę należy podać jego przepustowość - minimalną i maksymalną temperaturę, objętość wody i czas niezbędny do jej podgrzania.
Nowoczesne kotły elektryczne pozwalają kontrolować urządzenie i kontrolować temperaturę ogrzewania w pomieszczeniu za pomocą smartfonów lub systemu „inteligentnego domu”
Dodatkowo kocioł może być wyposażony w:
- Jednostka automatyzacji do zdalnego sterowania z pilota lub przez sieć.
- Ochrona przed zamarzaniem, która utrzyma minimalną temperaturę w systemie, co jest ważne dla domów wiejskich i wiejskich, w których nie ma stałych mieszkańców.
- Czujniki, które śledzą zmiany pogody, włączają urządzenie, gdy temperatura spada, i wyłączają je podczas zegara słonecznego.
- Sprzęt obniżający temperaturę wody w celu połączenia z systemem „ciepłej podłogi”.
- Czujniki z możliwością zaprogramowania mikroklimatu w całym pomieszczeniu lub w poszczególnych pokojach według własnego uznania.
Oczywiście „premie” od producenta zwiększają koszt urządzenia, ale z ich pomocą wygodniej jest obsługiwać kocioł.
Sposoby oszczędzania podczas pracy
Aby obniżyć koszt energii elektrycznej podczas korzystania z kotła elektrycznego jako urządzenia grzewczego i podgrzewacza wody, konieczne jest zmniejszenie całkowitych strat ciepła w domu.
Przede wszystkim warto zastąpić stare drewniane ramy nowoczesnymi oknami 2-3 komorami powietrznymi i zadbać o izolację ścian (najlepiej zewnętrzną) styropianem, wełną mineralną lub innymi materiałami o niskim przewodnictwie cieplnym
Inne opcje oszczędności:
- Dodatkowe połączenie lub osobne urządzenia działające na energię alternatywną (panele słoneczne, generatory wiatrowe, kominek opalany drewnem) znacznie zmniejszą zużycie energii elektrycznej.
- Licznik multitariff pozwoli Ci zapłacić mniej za ogrzewanie nocne, a na poranne i wieczorne „godziny szczytu” urządzenie można wyłączyć (najdroższe jest zużycie energii elektrycznej między 8.00 - 11.00 a 20.00 - 22.00). A jeśli uzupełnisz system o zewnętrzny akumulator ciepła, możesz zgromadzić nocną „tanią” energię, aby wydać ją w ciągu dnia.
- Rekuperator w systemie wentylacyjnym pomoże utrzymać ogrzane powietrze w domu.
- Tygodniowy programista będzie zbierał dane o działaniu systemu przez określony czas, aby wybrać najbardziej wygodny i ekonomiczny tryb pracy przy minimalnym zużyciu energii.
- Termostaty pokojowe będą monitorować zmiany w mikroklimacie domu i przekazywać dane do czujnika wbudowanego w kocioł, który wyłącza / włącza ogrzewanie, chroniąc go przed przegrzaniem powietrza i niepotrzebnymi stratami ciepła.
Dzięki odpowiedniej organizacji kotła elektrycznego można zmniejszyć zużycie energii i powiązane koszty nawet o 40%.
Poniższy artykuł zapozna się z opcjami oszczędzania energii do ogrzewania nieruchomości podmiejskich, szczegółowo opisując to bardzo interesujące pytanie.
Zalecamy przeczytanie wyboru recenzji i praktycznych wskazówek na temat korzystania z kotłów elektrycznych o różnych konstrukcjach do ogrzewania i dostarczania ciepłej wody w domu.
Niuanse ogrzewania elektrycznego - kotły i inne elektryczne urządzenia grzewcze, obliczanie mocy urządzenia i kosztów w sezonie grzewczym:
Chociaż dwuprzewodowe kotły elektryczne wydają się bardzo wygodne w użyciu, przed zakupami oblicz koszty energii elektrycznej w zimnych porach roku lub skonsultuj się z inżynierem grzewczym.
Być może doradzą ci w sprawie bardziej ekonomicznego systemu z kotłem jednoprzewodowym z pośrednim kotłem grzewczym lub zaprojektują ogrzewanie skojarzone, w którym „obżarstwo” urządzenia elektrycznego zostanie zrekompensowane przez dodatkowe źródła energii.
Proszę pisać komentarze w bloku poniżej. Powiedz nam, jaki był dla Ciebie decydujący argument przy wyborze modelu kotła z podwójnym obwodem. Dziel się użytecznymi informacjami, które będą przydatne dla odwiedzających witrynę, zadawaj pytania.