Электрические котлы: пути снижения расходов на отопление

Популярность электрических котлов отопления объясняется рядом достоинств этого вида теплогенераторов:

• Высокий КПД. Практически вся электроэнергия преобразуется без потерь в тепло.

• Простота монтажа. Нет необходимости организации котельной и сооружения дымохода – оборудование устанавливается в удобном месте в подходящем нежилом помещении.

• Доступный вид энергии. Все населенные пункты снабжаются электричеством, поэтому проблемы могут возникнуть в отдаленной местности.

• Безопасность. Принцип действия не связан с горением топлива и выделением опасных продуктов сгорания.

Несмотря на множество достоинств, электрические теплогенераторы не могут считаться наилучшим и универсальным решением для отопления дома или квартиры. Однако при определенных условиях преимущества электрических котлов проявляются максимально:

• Удаленность от газовой магистрали. Газовое отопление – самый экономичный вариант в случае доступности топлива. 

• Хорошее утепление дома. Расход энергии прямо пропорционален потерям тепла, которые придется покрывать за счет дополнительного расхода энергии.

• Необходимость поддерживать плюсовую температуру. Если на даче или загородном доме люди бывают время от времени, то для сохранения работоспособности отопительной системы электрокотел подходит оптимально.

• Временное решение. В случае аварии с отоплением, когда нет времени на проведение капитального ремонта оборудования, можно быстро установить электрический теплогенератор.

• Дополнительный источник тепла. Электрокотлы часто используются в качестве резервного источника тепла на случай выхода из строя основного агрегата.

Электрические теплогенераторы используют один и тот же источник энергии, но работают за счет разных физических принципов. ТЭНовые котлы – наиболее распространенный вид отопительного оборудования. Индукционные и ионные электрические котлы – более экономичные агрегаты с чрезвычайно высоким КПД.

Работа теплогенератора происходит за счет передачи тепла от нагревательных элементов к теплоносителю. Эти устройства нельзя отнести к экономичным, однако при оснащении их более эффективными ТЭНами и продвинутой автоматикой можно достичь определенной экономии электроэнергии.

Преимущества:

• Ремонтопригодность. Устройство без труда может быть разобрано для замены вышедшей из строя детали.

• Расширенные функциональные возможности. Имеется возможность настраивать мощность, программирования режимов работы, подключения термостата. Электрический котел STOUT 12 кВт работает в шести основных режимах, которые соответствуют различным условиям эксплуатации.

• Полная комплектация. Все узлы и системы расположены в одном корпусе, поэтому нет необходимости в приобретении и установке дополнительного оборудования. Например, монтаж электрического котла ЭВАН Warmos Start-3 заключается в подключении к системе отопления и подаче электропитания.

Недостатки:

• Низкая энергоэффективность. По сравнению с другими видами, эти электрические теплогенераторы утопают по экономичности, особенно аппараты, оборудованные двумя ТЭНами.

• Требовательность к обслуживанию. В процессе эксплуатации на ТЭНах появляется накипь и налет, которые существенно снижают КПД агрегата, если их не удалить.

Передача тепла рабочей среде происходит моментально без непосредственного контакта с источником энергии за счет электромагнитного поля. Благодаря такому принципу действия резко возрастает КПД теплогенератора.

Индукционные котлы для отопления дома бывают следующих видов: вихревые и индукционные нагреватели (ВИН) и SAV. ВИН имеют более продвинутую конструкцию с ферромагнитным теплообменником, который менее габаритный, чем у SAV. Первые более эффективны, чем вторые, но и существенно дороже. Вихревые котлы отопления в отличие от SAV инверторные – их конструкция предусматривает преобразователь постоянного тока в переменный.

Преимущества:

• Чрезвычайно высокая энергоэффективность и КПД.

• Отсутствуют ограничения по теплоносителю.

• Нет необходимости в обслуживании и ремонте, так как в конструкции практически нечему ломаться.

• Отсутствие накипи на теплообменнике

• Срок эксплуатации достигает 30-40 лет.

• Исключены протечки за счет монолитной конструкции корпуса.

• Бесшумная работа.

• Нагрев теплоносителя происходит очень быстро – в течение 5-7 минут.

Недостатки:

• Большинство моделей индукционных котлов – это габаритное оборудование.

• Высокая стоимость по сравнению с другими видами электрических генераторов тепла.

• Электрохимические процессы, происходящие при нагреве теплоносителя, приводят к развитию коррозии.

• Сложный ремонт, несмотря на простоту конструкции, обусловлен затруднениями при разборке агрегата. Стоимость сгоревшей катушки выше, чем ТЭНа.

• Большинство моделей требует приобретения и установки блока управления, расширительного бака, насоса, группы безопасности.

• Не все модели обеспечивают плавный пуск, который не допускает перепадов напряжения в сети.

Ионные котлы – энергосберегающее оборудование, нагрев теплоносителя в котором происходит за счет двух электродов, погруженных в теплообменник. Принцип действия основан на возникновении разницы потенциалов и использования жидкости в качестве электролита.

Преимущества:

• Компактность. Размеры моделей небольшой мощности несколько больше, чем диаметр труб, в которые они врезаются. Установка может быть выполнена практически в любом месте, так как аппарат не занимает окружающее пространство.

• Ремонтопригодность. Простая конструкция без труда разбирается и открывает доступ к деталям, замена которых обойдется недорого.

• Экономичность. Потребление электроэнергии в 2 раза меньше, чем у ТЭНовых моделей.

• Безопасность. Обеспечивается продуманной автоматикой и элементарной конструкцией устройства. Протечка не приводит к катастрофическим последствиям.

• Надежность. Работа в сетях с низким качеством электроэнергии не станет причиной поломки, а только приведет к снижению эффективности работы.

Недостатки:

• Требовательность к теплоносителю, который нуждается в периодической замене.

• Необходимость замены электродов, которые изнашиваются в процессе эксплуатации.

«Портрет» электрического теплогенератора, который позволит рационально расходовать энергию, выглядит следующим образом:

• программируемая работа;

• возможность подключения реостата для управления работой устройства;

• не менее трех ступеней переключения мощности

Идеальный электрический котел обеспечивает плавную регулировку и имеет заводские экономичные режимы. Он подключается к комнатным реостатам для тонкой настройки температурного режима. Хорошим примером может служить электрический котел Сангай ЭВПМ-7,5 кВт, который предусматривает возможность подключения выносного терморегулятора или GSM модуля.

Если требуется кроме отопления организовать ГВС, то устанавливают двухконтурный электрокотел, потребление энергии которого находится на уровне, сопоставимом с одноконтурными моделями. Их принципиальное отличие заключается в том, что для подготовки воды предусмотрен еще один контур, который получает тепло от отопительного контура. Нагрев санитарной воды происходит путем отбора части тепла у основного теплообменника при открывании водяного крана, что не приводит к значительному росту потребления электроэнергии.

Реальное значение потребляемой мощности электрокотла зависит от следующих основных факторов:

• Условия эксплуатации. Расход электроэнергии зависит от температурного режима, регулирования мощности при отсутствии жильцов или на время сна. 

• Техническое состояние агрегата. В ТЭНовых электрокотлах происходит ощутимое падение КПД при образовании накипи на нагревательных элементах.

• Оснащение. Дополнительно электроэнергия расходуется на работу циркуляционного насоса и продвинутой автоматики. Эта величина незначительна по сравнению с потреблением энергии котлом, но она также входит в общий энергетический баланс.

• Автоматика. Продвинутая автоматика обеспечивает работу котла в разных режимах. Программируемые аппараты, такие как электрический котел Teplodom i-TRM SILVER, отличаются высокой энергоэффективностью. 

Правильный подбор электрического теплогенератора для отопления гарантирует экономичный расход энергии. Для этого на этапе проектирования учитывают следующие основные факторы:

• требуемая мощность;

• количество контуров котла;

• отапливаемая площадь;

• объем теплоносителя в системе;

• величина силы тока;

• продолжительность работы на максимальной мощности;

• потери тепла через строительные конструкции;

• наличие утепления дома;

• климатические особенности.

КПД электрических котлов приближается к 100%, причем даже потери тепла через детали устройства идут на обогрев воздуха в помещении. 

При этом вводится поправочный коэффициент, учитывающий региональные климатические особенности:

• для теплых регионов – 0,7;

• для холодных регионов – 2,0.

Суточный расход энергии получается путем деления отапливаемой площади на 10 и умножения полученного результата на время, которое он работает непрерывно.

Месячное потребление энергии электрокотлом определяется умножением его мощности на количество часов, которые он работает. Полученное значение следует разделить на 2, так как оборудование не будет работать с максимальной нагрузкой постоянно. Результат умножается на количество месяцев отопительного сезона (в большинстве регионов 7 месяцев). Общие затраты на отопление получают путем умножения объема потребления на тариф. 

Мероприятия по снижению затрат на отопление электрическим котлом:

• Утепление дома. Продуманное утепление с использованием энергосберегающих технологий позволяет существенно сократить расходы на отопление с использованием электроэнергии.

• Соблюдение температурного режима. Небольшое отклонение от комфортной температуры не будет ощущаться, но позволит получить заметный экономический эффект. Снижение температуры в помещении всего на 1°C дает экономию в 5%.

• Средства контроля и автоматизации. Установка термостатических клапанов на радиаторах отопления и термостатов в помещении дает возможность оперативно реагировать на изменение температурного режима.

• Погодозависимое управление. Указанные выше термостаты работает с некоторым запаздыванием в силу инерционности системы отопления. Система эквитермического регулирования помогает нивелировать этот недостаток при совместной работе с комнатными термостатами и термостатическими клапанами.

• Приток свежего воздуха. Непродолжительное интенсивное проветривание помещения более эффективно, чем длительный приток уличного воздуха через форточку.

• Использование ночного тарифа. Это простой, но действенный способ экономии на разнице тарифов в разное время суток.

Правильный выбор электрического котла решает проблему отопления дома, но сам по себе этот агрегат не может считаться экономичным прибором. Для снижения расходов на отопление нужно проанализировать потери тепла и предусмотреть мероприятия, направленные на снижение расходов.