Виды электрокотлов по типу нагревателя: схема подключения

Схема электрокотла состоит из двух частей: силовой и слаботочной контрольной (управления). Способ подключения к сети определяется числом фаз в линии питания и комплектацией прибора. Вид обвязки выбирают в зависимости от назначения отопительного устройства (основной/вспомогательный).

Схема электрокотла
Рабочая схема электрокотла.

Разновидности электрических котлов по типу нагревателя

Есть 3 варианта:

  • ТЭНовые;
  • ионные;
  • индукционные.
Принцип действия у всех одинаков: при протекании тока в материале с высоким сопротивлением (резистивностью) выделяется тепло. Отличие состоит в том, какая часть выступает в роли нагревателя, а также чем в ней вызывается движение заряженных частиц.

В ТЭНе имеется нихромовая проволока, подключаемая непосредственно к источнику напряжения. Элемент омывается рабочей средой (врезается в теплообменник), но нагревательная спираль с ней не контактирует, поскольку помещена в металлический корпус с диэлектрической засыпкой.

Ионные котлы также называют электродными. Нагревателем выступает сама рабочая среда. Ток в ней протекает между подключенными к источнику напряжения стенкой теплообменника и электродом внутри него. В воде должны быть примеси солей — их ионы выступают свободными носителями заряда. От концентрации зависит сопротивление среды и, как следствие, мощность котла.

Разновидности электрических котлов
Электрокотлы подразделяются по способу подключения.

Главный элемент силовой схемы индукционного отопителя — намотанная на теплообменник катушка.

При подключении к сети она генерирует переменное электромагнитное поле, наводящее вихревые токи в стенках резервуара и помещенного внутрь него сердечника из ферритовой стали. Такой нагрев называют бесконтактным.

Критерии выбора электрокотла

Заслуживают внимания следующие аспекты:

  • мощность;
  • комплектация;
  • тип нагревателя.

Производительность котла подбирают по теплопотерям дома при самой низкой температуре на улице. Расчет заказывают проектной организации либо выполняют самостоятельно в упрощенной форме. Показатель зависит от высоты потолка:

  1. Менее 3 м. Умножают площадь на 0,1 кВт. Например, потери в доме, метраж которого 150 кв. м, составляют 150 × 0,1 = 15 (кВт).
  2. Более 3 м. Определяют по объему: по 40 Вт на каждый кубический метр. Например, для одноэтажного строения с размерами в плане 6 × 9 м и потолком в 4 м теплопотери составляют: 6 × 9 × 4 × 40 = 8640 Вт.

К полученной величине добавляют запас, с учетом функций котла:

  • работает только на отопление: 20%;
  • одновременно греет воду для хозяйственных нужд: 50%.

Для приведенных примеров потребуются отопительные приборы мощностью 15 × 1,2 = 18 кВт и 8640 × 1,2 = 10,4 (кВт).

По комплектности устройства делятся на 2 вида:

  • с полным набором;
  • без группы безопасности, насоса и расширительного бачка.
Выбор электрокотла
Выбор следует начинать с правильного подбора мощности электрокотла.

Первый вариант прост в монтаже: необходимо только подсоединить отопительный контур. Для устройств второго типа перед установкой потребуется подобрать и докупить самостоятельно недостающие компоненты.

Наиболее практичный тип нагревателя — ТЭНы. Преимущества таких котлов:

  • доступная стоимость в покупке и ремонте;
  • возможность работы в низкотемпературном режиме благодаря наличию нескольких ступеней мощности;
  • плавный пуск, исключающий просадку напряжения в сети (по той же причине).

Ионные отопительные аппараты компактнее, дешевле и надежнее (нечему ломаться). Но у них есть существенные недостатки:

  • меняется химический состав примесей в теплоносителе, что требует его замены каждые 1,5 месяца;
  • в контуре образуются газовые пробки;
  • мощность не регулируется;
  • при включении наблюдаются броски напряжения;
  • периодически требуется замена электродов (растворяются).

У индукционных котлов 2 преимущества:

  • большая площадь поверхностей нагрева;
  • неприхотливость к теплоносителю: подходит любой антифриз или вода из-под крана (накипь не образуется из-за микровибраций).

Низкий интерес со стороны потребителей обусловлен дороговизной этих приборов: по цене они в 3-4 раза превосходят ТЭНовые.

Ремонт тоже требует больших затрат: неразборный водогрейный узел при обрыве фазы или межвитковом замыкании в катушке необходимо менять полностью. При этом пока нет данных о надежности и долговечности таких котлов, поскольку они не получили широкого распространения и эксплуатируются не так давно.

Особенности подключения к системе отопления

Обвязка теплогенератора со встроенными помпой и расширительным бачком заключается в подсоединении подающей и обратной труб контура. Они крепятся на опорах, чтобы не давить своим весом на штуцеры отопителя. Резьбовые соединения герметизируют паклей. Фторопласт (ФУМ-лента) для этого не подходит из-за высокой температуры.

Особенности подключения
Подключение электрического котла к системе отопления.

К котлу, состоящему только из водогрейного узла и автоматики, со стороны подачи присоединяют группу безопасности:

  • манометр;
  • воздухоотводчик;
  • предохранительный клапан.

К последнему из приборов прикручивают трубу контура.

Со стороны обратки подсоединяют:

  • циркуляционный насос;
  • мембранный расширительный бак (через тройник);
  • фильтр-грязевик.

Далее прикручивают трубу.

Инструкция по подключению к электрической сети

Котел запитывают отдельным кабелем, проложенным от распределительного щита. Ток в цепях нагревателя исчисляется десятками ампер, поэтому при подключении к общедомовой сети в соседних розетках будут наблюдаться перепады напряжения.

Правила монтажа:

  1. Кабель размещают выше трубопроводов с целью исключить контакт с водой в случае прорыва.
  2. Используют медный провод марки ВВГнг (можно с индексом лс) с сечением жил, соответствующим нагрузке и способу прокладки (табл. 1.3.4 ПУЭ-7).
  3. Корпус котла и прочие металлические части, не относящиеся к токоведущим, заземляют.
  4. На вводе устанавливают устройство защитного отключения (УЗО), настроенное на утечку в 30 мА.
  5. Перед подсоединением кабеля к распределяющей шине размыкают главный автомат, обесточивая дом.
Подключение к электрической сети
К подключению электрокотла к электросети следует тщательно подготовиться.

Во избежание путаницы в дальнейшем жилы кабеля рекомендуется задействовать по общепринятому порядку: коричневую — для фазы, синюю — для нейтрали, желто-зеленую — для заземления. Концы проводов зачищаются и плотно зажимаются в клеммах котла. Жила заземления фиксируется специальным медным болтом.

Соединения электропроводки выполняют способами, разрешенными ПУЭ: самоизолирующими или болтовыми зажимами, опрессовочными гильзами, клеммами или при помощи коннекторов-разветвителей («орехов»). Пайка не рекомендуется из-за опасности расплавления припоя. Скрутка запрещена.

Схемы подключения однофазного и трехфазного электрических котлов

Соединение отопительного аппарата с сетью 220 В осуществляют в таком порядке:

  1. В распределительном щите монтируют автоматический выключатель с номиналом, соразмерным мощности котла. На входные клеммы заводят «фазу» и «ноль» с соответствующих шин.
  2. Рядом устанавливают УЗО с номиналом на ступень выше, чем у предохранителя.
  3. Соединяют оба прибора перемычкой.
  4. От выходных контактов УЗО прокладывают 3-жильный кабель до клеммника котла.
Схема однофазного котла
Схема подключения однофазного котла.

Электрокотел мощностью до 3,5 кВт включается в розетку общедомовой сети при условии, что проводка отвечает современным требованиям (медные жилы сечением от 2,5 кв. мм).

Котел на 380 В запитывается аналогично, но 5-жильным кабелем и через 3-полюсный автомат.

Замена на 3 однофазных выключателя не допускается: по требованиям ПУЭ при внештатных ситуациях должна размыкаться вся линия.

Для водогрейного узла без автоматики, например, самодельного, используют другие виды электросхем. Наиболее простой вариант:

  1. После автомата и УЗО на каждой фазе устанавливают по однополюсному магнитному пускателю на 220 В. Установка раздельных приборов вместо одного на 380 В позволяет регулировать мощность путем отключения ненужных ТЭНов. Такая необходимость возникает, например, в межсезонье.
  2. На управляющие катушки пускателей заводят одну из фаз, например, B. В ее разрыв устанавливают микровыключатели.
  3. Последовательно устанавливают предельный термостат, размыкающий цепь при перегреве теплоносителя.
  4. После подключают терморегулятор. Он размыкает цепь управления по сигналу температурного сенсора, закрепленного на теплообменнике.
Схема трехфазного котла
Схема подключения электрокотла к трехфазной электросети.

В усложненном варианте к слаботочным катушкам пускателей подключают комнатный термостат.

Схема отопления дома с электрическим котлом

Практикуют несколько способов организации системы обогрева. Ниже приведены наиболее востребованные:

  1. Радиаторное отопление совмещено с «теплым полом».
  2. Электрический котел подключен параллельно с дровяным и используется как вспомогательный.
  3. Используется термоаккумулятор.
Схема отопления дома
Схема отопления дома.

Работающий в низкотемпературном режиме (+28…+40 °С) «теплый пол» подключают через смесительный узел, который разбавляет горячую воду остывшей обраткой.

Во втором варианте в трубы врезают 3-ходовой и обратный клапаны, перенаправляющие рабочую среду по сигналу термодатчика на электрокотел. Систему делают комбинированной, чтобы при отключении напряжения обеспечивалась естественная циркуляция теплоносителя:

  • подачу начинают вертикальным разгонным коллектором;
  • трубы монтируют с уклоном в 3 мм на 1 п. м.

Накапливающий тепло аккумулятор позволяет эксплуатировать котел только в ночное время, когда электричество стоит в 2 раза дешевле (необходимо установить 2-тарифный счетчик). Днем горячая вода из емкости порционно добавляется через смесительный узел в отопительный контур.

Вывод

Самый практичный электрокотел — ТЭНовый. Прибор подключается к сети отдельным кабелем через автомат и УЗО. Наиболее экономична схема системы отопления с теплоаккумулятором.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector