3 схемы подключения автоматики электрического отопления.

В одной из предыдущих статей про покупку электрического котла для обогрева частного дома мы рассказывали, как правильно сделать выбор, на что обратить внимание, а что можно пропустить мимо ушей. Наконец, когда новенький агрегат уже стоит у вас дома, нужно поскорее его подключить. Поэтому сегодня мы поговорим про обвязку электрокотла отопления, что это такое и какие варианты могут быть.

Виды электрических котлов

Выбирая электро котел для установки в дополнение к твердотопливному, достаточно бегло ознакомиться с основами нагрева воды при помощи электрического тока, что бы не попасться в сети маркетологов. Электрические котлы работают с КПД около 95%. Не стоит на своей системе отопления проверять правдивость заверений производителя о несравненно высоком КПД именно их приборов – это может стоить лишних денег, и окупятся они не скоро. Есть три основных типа котлов:

1. ТЭНовые котлы.

Виды электрических котлов

Нагрев в них осуществляется электрическим нагревательным элементом (ТЭНом), который погружен непосредственно в теплоноситель. В контуре такого котла может циркулировать, как вода, так и антифриз. Неприхотлив в эксплуатации, но периодически требует замены ТЭНа по причине образования накипи, уменьшающей теплоотдачу.

2. Электродные котлы.

Теплоносителем в них выступает вода. Нагрев происходит за счет энергии выделяемой при протекании электрического тока через теплоноситель в котле между электродами, которые находятся внутри. Может работать без электронасоса в контуре. Обеспечивает плавный нагрев воды в системе. Со временем, в результате электролитических реакций, электроды растворяются и требуется их замена.

Виды электрических котлов

3. Индукционные котлы.

Разогревают любой вид теплоносителя колебаниями вызванными индукционной катушкой. Температура от нагревательного элемента равномерно распределена по поверхности проточной емкости, что практически полностью исключает возможность образования накипи. Для эффективного использования котла требуется качественная автоматика управления.

Виды электрических котлов

Индукционные котлы из-за высокой цены уступают ТЭНовым и электродным. Учитывая вспомогательную функцию электрического котла, вопрос окупаемости вложений в передовые технологии отходит на второй план. Основными критериям выбора остаются: мощность, качество материалов исполнения прибора, качество сборки и комплектация.

Схема подключения твердотопливного котла

Наиболее эффективная схема подключения твердотопливного (ТТК) и электрического (ЭК) котлов является параллельная. Подача в систему отопления обоих котлов осуществляется в одной точке, равно как и обратка. Данная схема исключает несогласованность работы насосов и потери тепла в теплообменнике ТТК при работающем ЭК. Алгоритм работы такой системы можно описать следующим образом:

Виды электрических котлов
  1.  работающий ТТК поддерживает комфортную температуру воздуха в помещении;
  2. топливо прогорело, теплоноситель остывает, и при достижении заданной минимальной температуры термостат выключает насос;
  3. температура воздуха в помещении опускается ниже комфортной (заданной пользователем) и включается ЭК.

Для правильной работы системы необходимо учесть некоторые особенности подключения приборов и арматуры. Производительность насоса Т.Т.К должна быть больше, чем у насоса ЭК для того чтобы одновременная работа котлов не повлияла на скорость движения теплоносителя через теплообменник ТТК. В системе отопления на подаче каждого котла должен стоять обратный клапан для исключения противотока.

Для управления работой насоса ТТК используется термостат, измеряющий температуру теплоносителя на подаче до обратного клапана. Выносной датчик температуры воздуха, управляющий включением ЭК должен быть размещен в одном из отапливаемых помещений.

Виды электрических котлов

Для управления ЭК также используются блоки дистанционного контроля, которые позволяют, с помощью мобильной связи, задавать температурный режим включения или отключения котла. Данный способ позволит запрограммировать включение котла только в ночное время для экономии электроэнергии и максимального использования преимуществ много зонного тарифицироваться. Также с помощью SMS можно установить требуемую температуру воздуха, например, за несколько часов до приезда в коттедж.

При правильном выборе оборудования и арматуры для котельной, мощность двух котлов, соединенных по предложенной схеме, обеспечит бесперебойную подачу тепла, создавая уют и комфорт в доме. А для владельцев загородных домов — дополнительное удобство контроля системы отопления.

Виды систем водяного отопления

По способу циркуляции теплоносителя системы водяного отопления делятся на 2 типа:

  1. Схема с естественной (гравитационной) циркуляцией, открытая система;
  2. Схема с принудительной циркуляцией, система закрытого типа.
Виды систем водяного отопления

В системе с естественной циркуляцией движение воды осуществляется за счет разницы плотностей теплоносителя. Нагретая вода несколько расширяется, приобретает меньшую плотность и вес, поднимается по системе вверх. Ее место занимает холодный теплоноситель, который, в свою очередь, также нагревается и продолжает движение.

Системы данного типа сообщаются с атмосферой через расширительный бак открытого типа. Бак служит естественным воздухоотводчиком, принимает в себя излишки воды при нагреве. Расширитель часто оборудуют трубой перелива для сброса воды при быстром расширении.

Гравитационная система применима только к напольным котлам, так как настенные имеют относительно малый диаметр подключения и небольшой теплообменник. Эти факторы не позволят реализовать принцип естественного циркулирования.

Котел устанавливается в нижней точке системы, от него поднимается вертикальный стояк высотой не менее 2,5 метров. На верхней точке устанавливается расширительный бак, труба переходит в горизонтальное направление с уклоном не менее 3 – 5 мм на погонный метр, расходится к приборам отопления.

Виды систем водяного отопления

Кроме расширительного бака никакого оборудования в этой схеме монтировать не требуется. Система выполняется из стальных труб диаметром 40 – 50 мм. Применение полимерных (пластиковых) трубопроводов не рекомендуется из-за высокого значения температуры в зоне котла и низкой теплопроводности стенок. Стальные трубы сами по себе выступают поверхностью нагрева.

Читайте также:  Атмосферный котел для сооружения системы отопления

В качестве приборов отопления используются чаще всего чугунные радиаторы, имеющие большое проходное сечение. Алюминиевые и биметаллические радиаторы имеют малое проходное сечение – это препятствует движению теплоносителя.

Система закрытого типа – наиболее популярная схема реализации отопления. Теплоноситель в такой системе движется принудительно, нагнетается циркуляционным насосом. Рабочее давление в закрытой схеме составляет 1,5 – 2,0 кгс/см2, предельное (давление срабатывания предохранительного клапана) – 3,0 кгс/см2.

Для монтажа систем применяются различные виды материалов. Трубы в этом случае имеют меньший диаметр по сравнению с естественной циркуляцией, доступна прокладка скрытым способом. Диапазон размеров трубопроводов колеблется от 15 до 25 мм (внутренний условный диаметр).

Виды систем водяного отопления

Закрытая схема универсальна для любых видов котлов – настенных и напольных. Обвязка котла в этом случае имеет набор обязательных элементов:

  1. Расширительный бак мембранного типа (экспанзомат);
  2. Циркуляционный насос;
  3. Группа безопасности котла.

Для обеспечения более качественной работы устанавливают дополнительное оборудование – гидравлический разделитель (гидрострелка), теплоаккумулятор.

Расширительный бак предназначен для компенсации давления в системе. При расширении пластичная мембрана растягивается, излишки теплоносителя заполняют водную камеру сосуда. При остывании мембрана вытесняет воду обратно под давлением воздушной камеры экспанзомата (1,0 – 2,0 кгс/см2).

Виды систем водяного отопления

В состав группы безопасности входят следующие устройства:

  1. Корпус;
  2. Термоманометр;
  3. Предохранительный сбросной клапан;
  4. Ручной или автоматический воздухоотводчик.

Настенные модели обычно имеют полный набор встроенного оборудования – насос, экспанзомат и группу безопасности. Напольные модели зачастую производятся без дополнительного оборудования, его необходимо приобрести и установить отдельно.

Системы с естественной (гравитационной) циркуляцией модернизируются установкой насоса малой мощности. Это значительно улучшает показатели работы, выравнивает температуру сети, не требует монтажа другого оборудования.

Виды систем водяного отопления

Указания по монтажу отопителя

Электрические водогрейные котлы всех типов рассчитаны на крепление к стене и комплектуются монтажными скобами либо хомутами. Пояснять разметку и забивку дюбелей нет смысла – каждый домовладелец знает, как это делается.

Указания по монтажу отопителя

Для справки. В напольном исполнении продаются универсальные электро-дровяные и угольные котлы, описываемые в другом нашем материале.

Другой вопрос – как правильно выбрать помещение и конкретное место монтажа электрокотла. С одной стороны, нормативные документы не запрещают ставить теплогенератор в любой комнате. С другой стороны, существуют правила пользования электроустановками (ПУЭ), накладывающие ограничения на размещение теплосиловых устройств большой мощности.

Указания по монтажу отопителя

Настенную версию можно повесить хоть в коридоре, но туда придется тянуть все коммуникации

Дадим несколько общих рекомендаций, как правильно установить электрокотел в частном доме:

Указания по монтажу отопителя

Важно! Корпус электрокотла обязательно присоедините к заземляющей шине. Если таковая отсутствует, сделайте на улице контур заземления и проложите в котельную. Подробную инструкцию найдете ниже.

Как правило, электрический генератор тепла выступает в роли резервного аппарата при основном твердотопливном либо газовом котле. Значит, нужно правильно скомпоновать теплогенераторы и вспомогательное оборудование, чтобы вышло минимум пересечений трубопроводов. Обдумайте и нарисуйте схему заранее.

Как подключить котел к электросети

Предварительно перед выполнением подключения котельного оборудования к электрической сети необходимо произвести глубокую проверку ее технического состояния.

При обнаружении проблемных участков потребуется выполнить ремонтные работы, если нет возможности повысить мощность питания действующей линии, проводят реконструкцию внутридомовых электрических сетей с привлечением аттестованных специалистов.

Схемы подключения электрокотла к сети

Для подсоединения применяют медную электропроводку, сечение проводов рассчитывается в согласовании с данными, предоставленными заводом-изготовителем в инструкции к оборудованию котла.

Подключение с внешним кабелем выполняется с применением специализированных выводов, находящихся внизу котла. Обычно в этом месте также распложается заземляющая клемма с медным болтом.

При исполнении врезки электрокотла неотъемлемым является выполнение системы заземления. При этом необходимо обеспечить, чтобы контакт между корпусом устройства и медным болтом был прочным.

В схему обязательно подключается управляющее устройство по регулировке температурного графика. С целью защиты электрооборудования от скачков напряжения требуется установить УЗО.

Схема подключения однофазного котла на 220

Питающую электролинию котлоагрегата на 220 В предохраняет дифференциальный автомат выполненный одним модулем, блока защит из УЗО с автоматическим выключателем.

В обязательном порядке к корпусу котлоагрегата подсоединяется заземление. ТЭН в таком электрокотле рассчитан исключительно на 220В, следовательно, к одному из концов его подсоединяется фаза, а к иному — ноль.

Для подсоединения агрегата к электросети 220 необходимо уложить трехжильный кабель и подобрать для него требуемого сечение и номиналы автоматической защиты, для обеспечения надежного электроснабжения котла. При выборе исходят из тепловой мощности электрокотла.

Будет правильно, если кабель, УЗО и автоматы будут выбраны с резервом, чтобы в будущем, когда потребуется заменить котел, на более мощную модель был запас по электронагрузке.

Схема подключения трехфазного электрического котла к электросети 380

Электрокотлы, которые наиболее часто используются для отопления домов, обладают не очень большой мощность – до 15.0 кВт, поскольку больше не разрешает энергонадзор. Подобные установки имеют возможность комплектоваться ТЭНами выпущенными на 220 В.

К сети 380 В они подсоединяются «звездой» с общим «0». К примеру, три ТЭНа по 6 Квт, создают общую нагрузку 18 кВт. При этом подсоединении допускается работа любого ТЭНа вне зависимости от смежного, то есть допускается выбор мощности 6, 12 и 18 кВт. Если греющие элементы выпущены на 380 В, то они соединяются между фазами по «треугольнику».

Запрещено отступать от электросхем, рассчитанных заводом-изготовителем для конкретной модели котлоагрегата. В случае, если установлены ТЭНы на 220В при 3-х фазном подсоединении и переделывать схему на «треугольник» иначе они просто перегорят.

УЗО сопоставляет силу тока протекающего через него по фазам. Эти данные в правильно функционирующей системе будут примерно одинаковы. Но когда возникнет повреждение либо к токоведущей поверхности коснется человек, то возникнет токовая утечка из некоторой фазы и возникнет токовый дифференциал между проводами. При таком нарушении в сети реле за весьма малое время выключит сеть.

Читайте также:  Применение пеноплекса в системах теплого пола

Автоматический выключатель действует при нарастании заданной силы тока в цепи. К примеру, при коротком межфазном замыкании. В таком варианте УЗО не сработает, поскольку силы токов по фазам станут одинаковыми. Но предельная токовая защита, выключит цепь и предупредит возгорание электроприборов и проводов.

Подведя итог, можно отметить, что установка современных электрических котлов для теплоснабжения индивидуальных домов не является сложной, поскольку они оборудованы полным набором вспомогательного котельного оборудования.

Собственнику понадобится тщательно выполнить все рекомендации завода–изготовителя и пригласить специалиста-электрика, если потребуется реконструкция домовой электросети.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Замкнутое или разомкнутое положение контактов зависит от того, подано или снято напряжение с его катушки управления. Получается, чтобы собрать автоматику, на клеммы этих самых катушек мы должны через какие-то другие элементы подавать управляющие сигналы (напряжение).

Катушка имеет два контакта А1, А2.

При покупке обращайте внимание, пускатели могут идти с катушками на 380В и 220В. Лучше брать последний вариант.

Простая регулировка мощности электрического отопления

В этом случае на один из контактов вы напрямую подключаете нулевой проводник, а в разрыв второго устанавливаете кнопки-микровыключатели.

Для чего они нужны? Благодаря им, у вас появляется возможность включать поочередно 1,2 или 3 тэна, тем самым увеличивая или уменьшая мощность отопления.

К примеру, на улице за окном температура -5С. Нажимаете одну кнопку и запускаете в работу всего один ТЭН мощностью 2квт. Ударили морозы -25С, нажимаете все три кнопки и повышаете мощность в три раза.

При этом количество ступеней обогрева будет зависеть от номинальной мощности каждого нагревательного элемента. Если они все будут по 2квт – это всего три ступени.

А вот если один будет 2квт, второй 3квт, а третий 4квт, то количество ступеней автоматически возрастает до семи!

Все будет зависеть от того, какие фазы (тэны) и в какой последовательности подключать.

Простая регулировка мощности электрического отопления
  • по отдельности 2квт – 3квт – 4квт
  • вместе 2квт+3квт+4квт
  • раздельно 2квт+3квт
  • раздельно 2квт+4квт
  • раздельно 3квт+4квт

Ток в цепях управления катушек очень небольшой (несколько миллиампер). Соответственно ставить сюда полноценные выключатели не нужно.

Простая регулировка мощности электрического отопления

На все эти три микровыключателя должна быть подана одна фаза. Допустим фаза С. Берете ее с нижних контактов вводного автомата.

Вот именно из этой точки и начинается вся дальнейшая схема автоматики. Зачем нужен предельный термостат

Обязательный элемент такой схемы – предельный термостат.

Это защитное устройство, которое отключит ваш электрокотел, если он пошел, что называется в разнос.

Например, перестал работать циркуляционный насос или где-то образовался засор. В результате этого температура начала резко возрастать и превысила допустимые значения.

Простая регулировка мощности электрического отопления

Данную температуру вы устанавливаете самостоятельно при помощи ручного регулятора.

Так как это защитный элемент, который должен полностью “гасить” котел, подключать его нужно последовательно в разрыв управляющей фазы, как на рисунке внизу.

Выполнение обвязки

Система отопления с электрокотлом может быть с естественной или с принудительной циркуляцией теплоносителя. Если используется принудительная циркуляция, то в схему дополнительно включают насос, обеспечивающий перекачку жидкости. В контурах с естественной циркуляцией монтаж котла производят в самом нижнем участке системы.

При принудительной циркуляции устанавливать насос можно в любом удобном месте, исключение составляет самая высокая точка системы. В этом случае, в трубах будут постоянно образовываться пробки из воздуха, что будет создавать проблемы в работе системы.

При составлении схемы обвязки необходимо собрать двойной контур. При запуске генератора тепла сначала теплоноситель будет проходить по малому кругу, одновременно нагреваясь, затем будет направлена в основной контур.

Элементы обвязки

Классический вариант обвязки электрокотла включает в себя следующие элементы:

Выполнение обвязки
  • трубы и радиаторы;
  • арматура запорная;
  • бак расширительный;
  • предохранительные клапаны, исключающие обратный ток жидкости;
  • фильтры, устанавливаемые на входе в котел, они необходимы для предотвращения попадания посторонних предметов;
  • приборы для слежения за параметрами – манометр и термометр.

При использовании генератора тепла, работающего на электричестве, можно монтировать разные схемы, в том числе:

  • обычную систему отопления с любым типом циркуляции носителя тепла;
  • систему отопления «теплый пол»;
  • двухконтурную систему с производством горячей воды, подаваемой в водопровод.

Чтобы облегчить выполнения работ по созданию систем отопления, подробная схема подключения электрического котла приведена в инструкции к каждой модели. Перед началом монтажа необходимо тщательно изучить рекомендации производителя. Если у владельцев котла нет времени или желания вникать в схемы и правила выполнения монтажа, то следует отказаться от самостоятельного выполнения работ и обратиться к специалистам.

Какие радиаторы отопления выбрать

Несмотря на разновидности системы отопления, в любом случае требуется специальное оборудование, с помощью которого тепло поступает в коттедж: радиаторы отопления, батареи. Все отопительное оборудование можно разделить на 4 типа:

1) Чугунные радиаторы являются отличным теплоносителем. Но они не лишены риска возникновения гидравлического удара, что может привести к повреждению их при наступлении отопительного сезона. Поскольку внутренняя поверхность радиатора шероховатая, то она способна накапливать известковый осадок, который блокирует поступление тепла в помещение. Выбирая чугунный радиатор для коттеджа, следует учитывать, чтобы была установлена местная система отопления.

2) Стальные радиаторы более устойчивы к воздействию гидравлического удара и не имеют недостатков чугунных батарей, они лучше передают тепло. Но они неустойчивы к образованию коррозии, на внутренней стенке может образовываться ржавчина, что вынуждает выполнять тщательный уход за батареями, либо потребуется слишком частая замена.

3) Алюминиевые радиаторы обладают легкой конструкцией, отлично проводят тепло, устойчивы к коррозии, но не способны выдерживать гидравлический удар. Если в коттедже используется местная система отопления, то такой радиатор может стать отличным решением.

Читайте также:  Виды отопления для палатки или обогрев без угара

4) Биметаллические радиаторы наиболее эффективны. Они устойчивы к коррозии, гидроударам, не образуют накипи на внутренней поверхности, отдают больше тепла. Среди недостатков выявлена только высокая цена.

Количество секций радиаторов: как грамотно выполнить расчет

Количество секций батареи: грамотный подбор

Расчет системы для обогрева проводится с обязательным подбором количества секций радиаторов. Здесь также может быть использована довольно простая формула – площадь помещения, которое подразумевается отапливать, необходимо умножить на 100 и разделить на мощность секции батареи.

  • Площадь комнаты. Как правило, все радиаторы рассчитаны на обогрев только одной комнаты, а потому общая площадь дома не нужна. Единственное исключение – если рядом с помещением, которое отапливается, находится какая-нибудь комната, не оборудованная системой обогрева;
  • Цифра 100, которая фигурирует в формуле расчета количества секций радиаторов для системы отопления, берется не «с потолка». Согласно требованиям СНиП, на один квадратный метр жилого помещения используется порядка 100 Вт мощности. Этого вполне достаточно для поддержания комфортной температуры;
  • Что касается мощности секции радиаторов отопления, то она индивидуальна и зависит, в первую очередь, от материала батарей. Если точно определить параметр невозможно, то для расчетов можно взять 180-200 Вт – это соответствует среднестатистической мощности секции современных радиаторов.

Получив все данные, можно начать расчет батарей отопления. Если взять за основу размер комнаты в 20 м2, а мощности секций в 180 Вт, то количество элементов радиаторов отопления можно вычислить следующим образом:

n=20*100|180=11

Совет.  Как и в случае с мощностью котла, количество секций батарей нужно брать «с запасом», это позволит вам не беспокоиться о сильных морозах.

Нельзя не отметить, что для помещений, расположенных в торце или на углу здания, полученный результат следует обязательно умножить на 1,2. Таким образом, удастся достичь самых оптимальных значений, определить достаточное количество секций радиаторов для обогрева загородного коттеджа.

Схема подключения двух котлов с ручным управлением

Здесь ничего не требуется, кроме запорной арматуры. Переключение между котлами осуществляется ручным открытием/закрытием двух кранов, расположенных на теплоносителе. А не четырех, чтоб полностью отсечь неработающий котел от системы. В обоих котлах чаще всего есть встроенные расширительные баки и выгоднее использовать их оба одновременно, потому что объем системы отопления очень часто превышает возможности одного расширительно бака, взятого в отдельности. Во избежание бесполезного монтажа дополнительного (внешнего) расширительного бака, не нужно отсекать котлы от системы полностью. Необходимо перекрыть их по движению теплоносителя и оставить одновременно включенными в расширительную систему.

Схема подключения двух котлов с ручным управлением

Параллельное подключение

Параллельное подключение чаще всего используется для подключения к ГК или ТТК (твердотопливному котлу) с большим литражом, т.е более 50литров. Это делается для того, чтобы отрезать (не тратить дополнительную энергию на нагрев) не используемый объем теплоносителя в ГК или ТТК.

Как правило, такие системы более дорогостоящие из-за необходимости установки дополнительного оборудования на контур электрокотла, т.е дополнительные группа безопасности, расширительный бак и запорная арматура.

Параллельная система может функционировать в ручном и автоматическом режиме (в отличии от последовательной, где принцип подключения дает возможность с наименьшими затратами реализовать лишь автоматическую или полуавтоматическую работу ЭК в паре с ТТК или ГК)

Для того чтоб параллельная система функционировала в ручном режиме должны быть установлены в необходимых местах запорные вентили (шар-краны) или врезана система By-Pass, что в целом ведет к удорожанию такого подключения на 40$-80$.

Если организовывать автоматическую работу при параллельном подключении ТТК (ГК) и ЭК – необходима врезка трехходового зонного вентиля, сервопривода и дополнительного термостата, от которого будет поступать команда для последующего переключения контура отопления ТТК (ГК) на контур отопления ЭК. Применение такой системы в целом даст удорожание стоимости материалов для подключения ориентировочно на 80$ – 120$. Повторюсь такая схема подключения крайне желательна и экономически в дальнейшем оправдана в том случае, когда литраж ГК или ТТК совместно с общим литражом системы отопления значительно превышает рекомендуемую пропорцию – отношение общего литража теплоносителя системы приходящимся на 1кВт мощности котла.

Это соотношение в среднем варьируется (20

Электродные электрокотлы

Принцип действия основан на эффекте проводимости воды за счёт растворенных в ней солей металлов. На этом принципе работает простейший кипятильник из двух лезвий и все электродные нагревательные устройства.

Внимание! Заливать можно только обычную водопроводную воду, дистиллят или обессоленная жидкость нагреваться не будет. Устройство электродного котла состоит из металлического корпуса покрытого защитным слоем, электрода, отводящих и подводящих патрубков. Фазный провод подключают к электроду, а нулевой — к корпусу

Контакт между катодом и анодом возможен только через теплоноситель

Фазный провод подключают к электроду, а нулевой — к корпусу. Контакт между катодом и анодом возможен только через теплоноситель

Устройство электродного котла состоит из металлического корпуса покрытого защитным слоем, электрода, отводящих и подводящих патрубков. Фазный провод подключают к электроду, а нулевой — к корпусу. Контакт между катодом и анодом возможен только через теплоноситель.

Электродные электрокотлы

Электрический ток приводит в движение содержащиеся в жидкости ионы. Это хаотичное движение и нагревает воду. Высокая интенсивность нагрева позволяет применять компактные устройства с небольшим баком.

Если электродный котёл не развивает необходимой мощности, то причина кроется в слабой солёности воды. Исправить жидкость можно добавлением поваренной соли.

Плюсы

  • Высокая тепловая мощность;
  • самые компактные среди других видов электрокотлов;
  • простая и надёжная конструкция;
  • небольшой расход электроэнергии.