Электрический котёл: топим электричеством

Россия занимает первое место по экспорту газа в мире, и логично предположить, что газ обязан быть в каждом посёлке и в каждом доме. К сожалению, это не так по ряду причин. Во-первых, наличие целых регионов, где газовые сети и не собирались строить из-за близкого расположения генерирующих мощностей, дающих дешёвую электрическую энергию. Во-вторых, огромные пространства со сложным ландшафтом, которые иногда необходимо преодолеть для того, чтобы доставить потребителю голубое топливо. И в-третьих, бурный рост строительства городских агломераций и растущее потребление газа, за которыми газотранспортная сеть и требующаяся для неё инфраструктура просто не поспевают.

Но что же делать простому человеку, который нашёл идеальное место под дом, где простор, чистый воздух, вкусная вода из колодца, тихие соседи и приличная дорога? Чем можно будет топить новый дом, если не газом? Углём, дизельным топливом, сжиженным газом? А может электричеством? Теме «система отопления с электрическим котлом» посвящено множество публикаций, в которых есть мнения как «за», так и «против». Все ищут какое-­то подходящее для всех решение. И даже пытаются навязать свою «истину» остальным. Но по нашему мнению решение зависит от конкретного случая, от конкретного дома. И каждый сам для себя должен выбрать, что ему в его доме подходит лучше всего. Мы же хотим только поделиться собранной информацией, необходимой для принятия правильного решения.

Электрокотёл Viessmann Vitotron100

Электрический котёл: одни плюсы

Начнём с того, что расскажем, чем же хорош электрический котёл. Самым главным преимуществом является то, что в нём отсутствует процесс горения. А если нет пламени, то нет и опасности возникновения пожара, поэтому можно утверждать, что электрический котёл — самое надёжное и пожаробезопасное изделие среди прочих генераторов тепла. Правда, это будет верно только в случае, если проводка, предохранительный автомат и всё остальное установлено и подключено правильно.

Нет пламени — нет дыма. Исключена даже теоретическая возможность отравления угарным газом. И конечно же, важно отметить, что сам котёл не выделяет никаких запахов. Ему не нужно отдельное помещение. Бытовой электрический котёл обычно очень компактен и может быть установлен в любом удобном месте. Из ограничений — только здравый смысл.

Котёл работает тише любого генератора тепла. Никакого гула горелки. Никаких хлопков при розжиге и треска. Единственное, что способно вызвать раздражение чувствительного уха, это щелчки контактора. Но, во­-первых, это относится только к моделям, в конструкции которых есть контактор. А во­-вторых, за общим шумовым фоном щелчки слышны только рядом с котлом.

Согласно постановлению Правительства РФ от 21 апреля 2009 г. № 334 запуск в эксплуатацию объектов, принадлежащих физическим лицам, не требует разрешения технадзора, если они используются для бытовых нужд и имеют мощность до 15 кВт.

С точки зрения конструкции электрический котёл достаточно простое устройство. Отсюда его более низкая стоимость в сравнении с газовыми или дизельными установками. Котлы просты в эксплуатации. Продвинутые модели оснащают панелью управления, при помощи которой можно осуществлять основные базовые настройки. Помимо этого, практически к любому электрическому котлу можно подключить современную систему управления — она будет программировать устройство, в том числе и дистанционно, через приложение, установленное на смартфоне.

Перечислив преимущества, перейдём к недостаткам. Главным негативным фактором является постоянно растущая стоимость электроэнергии. Поэтому, прежде чем выбрать нужную модель, необходимо всё рассчитать. Для максимально точного определения будущих расходов лучше иметь тепловой расчёт дома.

Дом обязательно должен быть хорошо изолирован. Любые мероприятия по теплоизоляции стоят денег, но, если их не потратить, расходы на электричество в будущем могут неприятно удивить.

Ограничивает применение электрических котлов недостаток свободных мощностей. Например, по расчётам для отопления дома необходимо 10 кВт, а на участок заведено только 5 кВт. Увеличить выделенный лимит возможно. Для этого необходимо отправить запрос в местную энергосбытовую компанию. В последнее время сети активно модернизируются. Так что шанс есть.

Электрический котёл на 100% энергозависим. Если в посёлке электричество регулярно отключают на несколько часов или суток — то это не лучший выбор. И никакие ИБП не помогут.

Применение электрического котла предъявляет определённые требования к системе отопления. Система должна быть закрытой. То есть с принудительной циркуляцией теплоносителя. В качестве отопительных приборов не рекомендуется использовать инертные массивные радиаторы. Отопительные приборы должны быть оснащены термоголовками.

Замена электрического котла?

Говоря про электрические котлы, невозможно избежать сравнения с котлами, работающими на других видах топлива.

И главным критерием сравнительной оценки будут эксплуатационные расходы. Для примера мы взяли дом площадью 120 квадратных метров и с удельными тепловыми потерями 70 Вт/м2 (см. табл.).

Данные приведены для Подмосковья. В других регионах отопительный сезон и тарифы отличаются. Например, в Иркутской области стоимость 1 кВт электроэнергии в июле 2019 года равнялась одному рублю. Время работы за отопительный сезон — 3700 часов. И картина уже другая.

Электрокотёл Эван Warmos Novator

Помимо эксплуатационных расходов, необходимо учесть ряд особенностей, характерных для различных типов оборудования. Несколько слов о них.

Наличие газгольдера и котла на сжиженном газе не избавит пользователя от необходимости правильно установить котёл, сделать вентиляцию помещения, обустроить дымоход, следить за качеством теплоносителя и стабильностью напряжения, проводить ежегодные ТО не только котла, но и ёмкости для газа.

Для дизельного котла очень важно качество топлива. Некачественная солярка, которая, к сожалению, не редкость, пагубно влияет на ресурс котла, КПД и может привести к выходу его из строя. Для безопасной эксплуатации и из-­за специфичного запаха солярки для котла и топливной ёмкости в доме потребуется выделить для них отдельное помещение.

В таблице нет твердотопливного котла, так как эксплуатационные расходы зависят от очень переменчивых факторов. А именно от доступности к тому или иному виду топлива и от качества этого топлива. Как и для дизельного котла, для твердотопливника необходимо много места. Даже в моделях длительного горения пользователю необходимо постоянно вмешиваться в работу установки, потому как в отличие от подачи топлива, автоматизировать процесс удаление золы пока ни у кого не получилось.

Тепловой насос тоже использует электричество, только потребляет его намного меньше. Что очень прогрессивно, но недешево.

Любое из выше упомянутых решений оправданно, если в доме живут постоянно. Но когда приезжаешь только на выходные, стоит ли идти на серьёзные траты денег, времени и нервов?

Когда выбирают электрический котёл

Небольшой дом непостоянного проживания. Лето пролетает быстро. А приехать на выходные зимой в тёплый дом хочется. Электрический котёл в составе системы отопления очень хороший выбор. Для оптимизации расходов в рабочие дни можно поставить систему на 8–10 °C а к выходным разгонять до комфортных 23 °C.

Удалённый дом или баня. Или какое­то иное сооружение, где необходима комфортная температура. Строить теплотрассу от основного дома не всегда возможно, но всегда дорого. Если помещение совсем маленькое и необходимо только отопление, то можно обойтись и электрическим конвектором. Но если, например, это баня, то нужна и горячая вода, и тёплые полы — тут без электрического котла уже будет сложно.

Электрокотёл Protherm Скат

Газ будет! Скоро… Знакомая фраза. Можно ждать, когда это «скоро» наступит. А можно начать делать котельную с газовым и электрическим котлами. Пока газа нет, электрический котёл будет давать тепло, чтобы продолжать строительно­отделочные работы. А когда газ дадут, станет резервным на случай проблем с газовым котлом.

Дополнительная или резервная генерация. Электрический котёл может работать в тандеме и с другими генераторами тепла. Твердотопливному котлу или печке, подключённой к системе отопления, электрический котёл помогает поддерживать равномерную температуру, когда топливо прогорает. Другим типам генераторов тепла электрокотёл поможет при аварийной ситуации, когда что­то пошло не так. Автоматизировать пуск электрического котла в случае проблем с основным генератором, а также согласовать работу различных генераторов можно с помощью автоматики как компании­производителя котлов, так и стороннего производителя.

Электрический котёл или электрические конвекторы?

При создании системы отопления оба решения имеют право на существование. Но раз речь идёт об электрических котлах, то именно про их отличия и расскажем.

Температура поверхности радиатора может достигать 85 °C, но обычно она держится в диапазоне 60–70 °C. В то же время, согласно паспорту, температура нагревательного элемента самого крутого конвектора достигает 120 °C. А чем выше температура нагреваемой поверхности, тем более сухой воздух в доме и тем больше органики сгорает.

Использовать электрокотёл удобнее, если у пользователя есть желание сделать не только радиаторное отопление, но и тёплый пол, и горячее водоснабжение. Конечно, к конвекторам можно добавить электрический бойлер или электрический тёплый пол. Но это будут три отдельные системы с тремя отдельными блоками управления, работу которых согласовать не так­то просто.

Электрический котёл стоит выбрать и в случае, если в доме есть котёл на другом виде топлива. Согласовать работу котлов будет значительно проще, чем котла и электрических конвекторов.

И ещё один момент — эстетический. Радиатор — это тот элемент, который на виду. И если человеку важен интерьер дома, ему стоит выбрать электрокотёл плюс радиаторы, разнообразие которых по цветам и конструкции практически бесконечно.

Как выбрать электрокотёл?

Чтобы принять верное решение, необходимо разобраться, какие вообще бывают электрические котлы и чем они отличаются.

Первым критерием выбора, конечно, будет мощность: 1 кВт на 10 м2 при высоте потолков 3 метра — очень простая формула. Но для расчёта мощности лучше воспользоваться тепловым расчётом дома с учётом всех тепловых потерь. Чем больше дом, тем больше нужна мощность. И это верно, если электрический котёл работает в качестве основного генератора. Если же он выступает в качестве резервного, то его мощность может быть и меньше, чем требуется по расчётам. Конечно, так же жарко как основной генератор, электрический котёл не натопит, но не допустит, чтобы вода в системе водоснабжения и канализации замёрзла и натворила бед.

Бытовые электрические котлы имеют мощность 3; 4,5; 6; 7,5; 9; 12; 15; 18; 24; 30; 45 и 60 кВт. По статистике 75% всех продаж приходится на котлы мощностью от 5 до 15 кВт. Котлы до 12 кВт подключаются к однофазной или трёхфазной сети 220/380 В. Все остальные — только три фазы и 380 В. О возможности подвести к дому три фазы необходимо узнавать у местных энергетиков.

Вторым критерием для выбора будет комплектация. Конструкция электрического котла состоит из нескольких «обязательных» узлов: нагревательный блок, термостат для управления температурой, реле защиты от перегрева. Они есть всегда. Остальные элементы — предохранительный клапан, термометр, манометр, расширительный бак, циркуляционный насос — или уже включены в конструкцию котла, или приобретаются отдельно и устанавливаются при монтаже.

Третий критерий, на который надо обратить внимание, — как нагревается теплоноситель. Первый вариант — при помощи ТЭНов. Конструкция простая, но всё же напомним, как это работает. Несколько ТЭНов устанавливаются в прочную цилиндрическую колбу. Проходящий через колбу теплоноситель отбирает тепло и несёт его к радиаторам отопления. Просто и надёжно, и до недавнего времени теплоноситель в электрических котлах нагревали только так. Сейчас появились электродные, или, как их ещё называют, ионные котлы, когда на два электрода подаётся переменный ток (см. рис.), а вода, протекая между электродами, нагревается. Однако, пользуясь таким котлом, необходимо помнить, что для нормального нагрева вода должна иметь определённую электропроводность, которая из­за воздействия электрического тока со временем меняется.

Есть ещё индукционные котлы. Принцип их работы такой же, как и в индукционной плите. Ток подаётся на катушку обмотки с трубчатым теплообменником внутри, по которому идёт теплоноситель. Создаваемое электромагнитное поле разогревает «сердечник» с теплоносителем. Несмотря на неоспоримые «плюсы», такие как отсутствие накипи и быстрота разогрева, котлы имеют очень малое распространение. Возможно, покупателей пугает слово «индукция», а возможно, цена, стартующая от 35 тысяч рублей.

Мы уже упоминали, что единственным источником шума в электрическом котле может стать коммутационный блок, с помощью которого осуществляется замыкание/размыкание электрической цепи и управление мощностью. Но не все блоки щёлкают. И об этом стоит сказать подробнее. Производители устанавливают блоки коммутации двух видов: контактные, с подвижными элементами конструкции (контактор или реле), и бесконтактные, с использованием симисторов. В каждом из решений есть свои «плюсы» и «минусы». Контактор может коммутировать очень большой ток и рассчитан примерно на миллион включений. Но работает довольно звонко. Реле по конструкции схоже с контактором, однако все элементы меньше и легче. Включение и выключение цепи происходит намного тише. Но у реле существенно меньше ресурс. При этом чем выше коммутируемый ток, тем ресурс меньше. Поэтому производители обычно устанавливают реле на котлах мощностью до 15 кВт. Бесконтактные, или симисторные, коммутаторы не производят при работе никаких щелчков, не греются при высокой частоте включений/выключений, обладают неограниченным ресурсом и по определению не могут искрить. Идеальное устройство? Да. Но при работе симистор выделяет 1,5 Вт тепла на 1 А. Тепло необходимо отводить, что ведёт к увеличению габаритов котла из-­за элементов охлаждения и к увеличению его стоимости.

Для сокращения эксплуатационных расходов желательно, чтобы электрический котёл своевременно отключался и не перегревал систему отопления и весь дом. Самым простым способом для этого будет использование погодозависимой автоматики. В продвинутых моделях, помимо датчика уличной температуры, предусмотрена возможность дистанционного управления и программирования рабочего режима для сокращения времени работы вхолостую. Вышеуказанные опции есть не во всех котлах, поэтому при желании сэкономить, постарайтесь перед покупкой узнать о возможностях дооснастить котёл энергосберегающей автоматикой.

На российском рынке в год продаётся около 160 тысяч электрических котлов. Самыми доступными по стоимости и самыми многочисленными по объёму продаж (примерно 120 тыс. шт.) являются котлы российского производства. Среди лидеров продаж можно выделить Zota, «Эван», «Руснит», «Галан», «Элвин». Российские котлы просты и надёжны и полностью занимают экономичный сегмент рынка. Европейцы практически всегда максимально комплектны (Protherm, Kospel, Vaillant, Viessmann, Bosch), но и стоят дороже. При этом много лет уверено держат свою часть рынка.

Таблица 1. Эксплуатационные расходы

• * Стоимость СПГ/дизельного топлива включает доставку по Московской области.
• ** Тариф для ИЖС в Московской области. Без льгот.
• *** Работа по ночному/ дневному тарифу — 50/50%

Горячая вода

Для решения вопроса горячего водоснабжения есть несколько вариантов. Самый простой — купить электрический бойлер, который никакого отношения к системе отопления с электрокотлом иметь не будет. Все устройства сами по себе. Другой вариант — купить двухконтурный котёл. Он работает на отопление, но, если появился запрос на ГВС, переключает поток теплоносителя на вторичный теплообменник и работает на ГВС, пока кран горячей воды не будет закрыт. После чего переключается обратно на отопление. Появились такие агрегаты не так давно и есть не у всех производителей. И третий вариант — подключить бойлер косвенного нагрева к системе отопления с электрическим котлом. Все варианты хороши, однако последний предпочтительнее, если в доме несколько одновременно используемых точек отбора горячей воды, так как вся мощность котла направляется на скорейший нагрев бойлера. Этот же вариант предпочтителен, если электрический котёл задействован как резервный, дублирующий генератор.

Монтаж и эксплуатация электрического котла

Определившись с мощностью, конструкцией и моделью котла, перейдём к важным рекомендациям, знакомство с которыми поможет уберечь от разочарования будущего котловладельца.

Для подключения электрического котла к электрической сети лучше воспользоваться услугами профессионального электрика. Услуги специалиста не бесплатны, но стоимость оборудования и собственное здоровье несоизмеримо дороже.

Использование довольно мощного оборудования предусматривает, что сечение проводов на всех участках от столба до клеммной колодки в котле будет рассчитано правильно. Подключение котла к электрической сети лучше всегда делать через отдельный автоматический выключатель. Даже если котёл всего 3 кВт. Нестабильное напряжение замедляет нагрев теплоносителя. Но главная проблема в том, что скачок сети может вывести из строя автоматику. Рецептов, как это предотвратить, нет. Остаётся надеяться на то, что производители когда-­нибудь сделают неубиваемую плату. Электрические котлы обязательно нужно заземлить. Если дом старый и в нём нет контура заземления, стоит пригласить специалистов, чтобы исправить это упущение. Котёл можно смонтировать там, где удобно. Надо только не забыть, что удобно должно быть и сервисному специалисту. Например, для обслуживания и ремонта котла должна быть предусмотрена возможность отключения котла от системы отопления без слива из неё теплоносителя.

Схема работы электродного котла

Понимая сложности российского электроснабжения, практически все производители ТЭН-овых котлов допускают использование незамерзающей жидкости. С электродными котлами ситуация сложнее, так как от проводимости теплоносителя зависит эффективность котлов. Но и там есть выработанное решение с незамерзающим теплоносителем.

Как сэкономить

Заканчивая рассказ об электрических котлах, хочется дать несколько советов, прислушавшись к которым будущий владелец идеального дома будет пользоваться электрическим котлом и радоваться своему выбору.

Всё, что можно утеплить в доме, надо утеплить: окна, стены, двери, подвал, чердак, трубы, идущие к радиаторам. Для этого есть масса решений на любой вкус и кошелёк.

Необходимо максимально точно поддерживать температуру в помещениях. Каждый градус перегрева — это дополнительные киловатты, которые складываются в сотни и тысячи рублей. Самые простые термостатические головки на радиаторах позволят на 10–12% сократить эксплуатационные расходы. Если в котле есть возможность подключить датчик уличной температуры, работающий по погоде, то это необходимо сделать на следующий день после установки котла. И не просто подключить, но и настроить. Даже у неспециалиста настройка займёт максимум час.

В зависимости от региона разница между дневным и ночным тарифами может достигать соотношения 1 к 4. То есть с 7:00 и до 23:00  1 кВт*ч электрической энергии стоит 3,2 рубля. А с 23:00 и до 7:00  — всего 0,8 рубля. И этим тоже можно воспользоваться. Для этого в дополнение к электрическому котлу необходимо установить систему управления с возможностью программирования и буферную ёмкость.

Электрический котёл, работая по ночному тарифу, преобразует электрическую энергию в тепловую, но передаёт её не в радиаторы отопления, а нагревает воду в буферной ёмкости. Это аккумулированное тепло (0,8 руб./кВт*ч) расходуется по мере необходимости в течение всего дня, когда тепло стоит уже 3,2 руб./кВт*ч.

Статья опубликована в объединённом выпуске «Осень-зима 2019» (№4’2019)
журналов «Инструменты» + «Всё для стройки и ремонта» + «GardenTools»
серии «Потребитель».

Архив всех выпусков в pdf-формате смотрите здесь.