Комбинированные котлы дрова-электричество

Масштабное строительство загородной недвижимости привело к бурному развитию рынка отопительных систем. Владельцы частных и загородных домов все чаще отдают предпочтение современным системам автономного отопления, отказываясь от газовых водонагревателей. Зачастую это связано с дороговизной природного ресурса или с невозможностью подключения газа к дому. Универсальные комбинированные котлы постепенно вытесняют газовые агрегаты.

Тип подключения

По типу подключения к электросети, электрокотлы разделяются на:

  • Однофазные. Используют 220В одной фазы. Существенным недостатком является высокая фазная нагрузка и невозможность одновременного использования других мощных электроприборов, так как максимальное пиковое потребление электроэнергии одним объектом регламентируются. Наиболее распространенное применение подобных котлов — организация резервной системы отопления, например, в случае перебоев с газоснабжением.
  • Трехфазные. Самый популярный тип электрических отопительных котлов, работающий от 380В трех фаз переменного тока. Обладает высоким КПД, удобен в эксплуатации, не требует контроля мощности других энергопотребителей. Недостаток — необходимость организации соответствующей электросети (подключение, контур заземления, защита от перегрузок и утечек, приборы учета).
Тип подключения

Электрические котлы, используемые в отопительных системах, имеют схожий принцип действия. Нагревательный элемент осуществляет нагрев теплоносителя, циркуляция в системе которого обеспечивается насосом. Несмотря на схожесть, электрокотлы имеют ряд отличий, на основании которых можно проводить их сравнение.

Конструктивные особенности и функционал

Нагревание воды в котле может происходить посредством одного из двух ресурсов. Камера сгорания для твердого топлива – дров, древесных опилок, угля, торфяных брикетов и другого – является основой механизма. Водяной контур твердотопливного котла расположен сверху или вокруг топки и нагревается непосредственно от нее. Образовавшаяся в процессе горения зола в большинстве моделей ссыпается через керамическую или чугунную колосниковую решетку в выдвигаемый, легко очищаемый зольник.

Рис. 1 Устройство электро-дровяного котла

В теплообменник вставлен трубчатый электронагреватель (ТЭН), обеспечивающий подогрев от сети. Специальный механизм самостоятельно включает его при снижении теплоотдачи камеры сгорания и температуры воды, что обеспечивает частичную автоматизацию работы котла. С помощью автоматики, управление которой выведено на переднюю панель, можно также устанавливать режимы с разной температурой и мощностью.

Комбинированная конструкция твердотопливного и электрического типа объясняет круг применения котла:

  • При отсутствии газификации и потенциала подключения иной системы отопления.
  • В условиях постоянных перебоев в подаче электроэнергии.
  • Для экономии средств ввиду дешевизны твердого топлива, возможности сочетать и регулировать расход ресурсов при высокой стоимости или двухтарифной оплате электричества.
  • Как временная альтернатива газовому нагревателю, когда тепло уже требуется, а газ еще не проведен.

Рис. 2 Котел Купер 15 кВт на дровах, угле с ТЭНом на 6 кВт ОК-15 Теплодар

Принцип работы комбинированных котлов

Устройство и принцип работы агрегата, работающего на электричестве и твердом топливе довольно прост:

  • В зависимости от модели агрегат может иметь 1, 2 или целых 4 топок, которые предназначены для сжигания различного вида топлива.
  • В каждой топке имеется теплообменник, соединенный с общей системой отопления.
  • В теплообменнике электрокотла нагревание теплоносителя происходит тэном.
  • Агрегат имеет переключатели для смены режимов и регулятор мощности.
  • Датчики температуры позволяют пользоваться электронагревом в автоматическом режиме при остывании теплоносителя.
Принцип работы комбинированных котлов
  • При использовании топки, продукты сгорания отводятся в оборудованный дымоход.
  • Циркуляция воды в системе может быть как естественной (за счет разницы температуры и плотности теплоносителя), так и принудительной (циркуляционным насосом).
  • При отсутствии хозяев дома, агрегат можно поставить на минимум электропотребления, не давая разморозиться системе.

Совет! Исходя из практики пользования комбинированными котлами, наиболее эффективно запускать холодный агрегат и прогревать его до необходимой температуры на твердом топливе. А затем, для поддержания необходимой температуры, переходить на электричество.

Другие комбинации топлива

Принцип работы комбинированных котлов
  • Если же в котле комбинируется газ и твердое топливо, такое оборудование нельзя оставлять без присмотра, поскольку эффективной автоматики оно не имеет.
  • Другой вид котлов при переходе с газа на жидкое топливо требует замены горелок, что весьма неудобно и занимает определенное время.
  • Более удобен в эксплуатации комбинированный котел, работающий на газе, жидком топливе и обладающий электронагревом. Это позволяет более рационально переключаться между режимами отопления.
  • При работе на газе, жидком и твердом топливе, оборудование получается надежным и энергонезависимым, но довольно сложным в переключении.
  • Универсальный котел, работающий на всех видах топлива и обладающий электрическими тэнами, позволяет выбирать самый выгодный вид отопления дома на данный момент, но является и самой дорогой установкой.
Читайте также:  Тепловентилятор своими руками: пошаговый инструктаж по изготовлению самоделки

Что такое электродный котел

Принцип работы агрегата наглядно демонстрирует известный многим кипятильник из двух лезвий и четырех спичек. При подключении такого устройства к электросети, нагрев 1 л воды до 100 0С происходит в течение нескольких минут.

Достигается такая интенсивность нагрева электродного котла благодаря явлению электролиза. Суть процесса состоит в том, что между двумя погруженными в раствор жидкого электролита электродами, при подключении внешнего источника напряжения, начинается направленное движение заряженных частиц. Ионы, имеющие положительный заряд перемещаются к катоду, а частицы с отрицательным зарядом притягивает анод.

Если на электроды подается переменное напряжение от бытовой электросети с частотой 50 Гц, в течение одной секунды изменение полярности происходит 50 раз, что влечет за собой периодическое изменение направления движения ионов. Вследствие повышенного сопротивления водной среды и внутреннего трения происходит преобразование кинетической энергии в тепловую, что и вызывает интенсивный нагрев раствора электролита.

Поскольку вода в системах централизованного снабжения имеет мало общего с чистой (Н2О) и представляет собой раствор солей калия, кальция, магния и других элементов, она вполне может считаться электролитом. Непосредственный нагрев электролита (без контакта с поверхностью ТЭНа или корпусом) называется первичным.

Принципиальное отличие электродных котлов от других электрических установок заключается в том, что нагрев теплоносителя происходит без контакта с нагревательным элементом.

Следует также отметить, что производительность агрегата непосредственно связана с химическим составом теплоносителя.

Как выбрать комбинированный котел дрова-электричество

Комбинированный отопительный котел «дрова-электричество»

Выбирая комбинированный электро-дровяной котел следует обратить на следующие моменты:

Как выбрать комбинированный котел дрова-электричество
  1. Правильно подобрать его мощность, которая должна соответствовать площади (объему) отапливаемых помещений дома, а также учитывать уровень их теплоизоляции, то есть тепловые потери. Лучше всего сделать расчет тепловых потерь отапливаемых помещений дома. В крайнем случае, можно ориентироваться на средние значения 1,0-1,2 кВт на 10 м2 отапливаемой площади.
  2. Вид и стоимость котла. Это может быть наиболее дешевый вариант — обычный котел с небольшой камерой сгорания и кратковременным горением дров или более дорогой агрегат с пиролизным сгоранием топлива. Стоимость котла также зависит от сложности конструкции и надежности производителя, а также качества работ и материалов, которые использовались при его изготовлении. Здесь многое зависит от наличия средств и каждый делает выбор самостоятельно.
  3. Мощность ТЭНа должна быть такой, которую «потянет» электропроводка в вашем доме или же ее придется переделывать.
  4. Материал теплообменника. Чугунный теплообменник более долговечен, устойчив к коррозии и не имеет сварочных швов. Он представляет собой сборный агрегат, элементы которого, в случае необходимости можно заменить. Но он боится резких перепадов температуры и ударов. Стальная «водяная рубашка» не боится перепадов и ударов, но быстрее ржавеет и перегорает.
  5. Некоторые комбинированные электро-дровяные котлы имеют второй теплообменник (контур) — для ГВС. Это одновременно и плюс и минус. С одной стороны одновременно с отоплением мы получаем и горячую воду в систему водоснабжения. С другой – на это необходима дополнительная мощность котла. К тому же, такая система ГВС будет работать только в отопительный сезон.

Как выбрать

Первый критерий выбора – мощность. Суммарная рассчитывается как 1 кВт на площадь 10 метров квадратных. Поправочный коэффициент – 0,7-2 (в зависимости от географической зоны: чем севернее, тем больше). 25 % на второй контур, 10 % на пиковое напряжение в сети. Это стандартный расчет.

В вашем же случае мощность складывается из двух цифр: электричество и дровяное отопление. Вам нужно определить приоритеты и рассчитать приблизительно, сколько времени котел будет работать на дровах, а сколько на ТЭНах. Выбирать котел с мощностью, сильно превосходящей реальные потребности, тоже не стоит: он сам обойдется дороже и при эксплуатации будут лишние расходы.

Если отопление преимущественно будет дровяным, важен размер топочной камеры. Это вопрос вашего удобства: как часто придется обновлять закладку.

Комбинированные отопительные котлы электричество-дрова могут иметь один или два контура. Выбор зависит от ваших планов: нужно ли ГВС, будет ли теплый пол. Более экономичными считаются котлы со змеевиком, вмонтированным непосредственно в топку.

Габариты и масса. Определите заранее, где будет стоять котел. Получится ли залить для него собственную стяжку. Масса, помимо прочего, зависит от материала теплообменника – чугун или сталь.

Чугунные модели обладают высокой инерцией – дольше греются, дольше остывают. Считаются более долговечными за счет коррозийной устойчивости. Но более хрупкие, чувствительны к резким перепадам температур. Сталь подвержена коррозии, но в температурном отношении устойчивее. И меньше вес.

Колосники бывают керамические, стальные, чугунные, чугунные с керамическим напылением. Жаростойкость чугуна выше, это универсальный вариант для всех видов твердого топлива. Сотовые колосники с напылением оптимальны для насыпного топлива, которому требуется больше кислорода для горения.

Читайте также:  Как выбрать стальной радиатор отопления?

Специальный клапан в конструкции обеспечивает бесшумную работу. Наличие встроенного вентилятора увеличит КПД котла и упростит монтажнику устройство вытяжки. Более долговечными считаются модели с верхним расположением вентилятора: нижний быстрее изнашивается из-за пыли, которая попадает в устройство с пола.

Автоматика бывает электронная и механическая (с ручным управлением). Поскольку при наличии ТЭНов (и циркуляционного насоса) котел в любом случае энергозависимый, вряд ли стоит экономить на автоматике.

Описание котлов для отопления на электричестве и газе

Основное преимущество представленных агрегатов заключается в высокой скорости нагрева теплоносителя. Предоставляется возможность установки нескольких контуров: на горячее водоснабжение и теплоснабжение. При использовании комбинированных котлов для отопления на электричестве и газе можно выделить следующий ряд достоинств:

  • минимальное потребление электрической энергии, так как в качестве основного топлива применяется газ, а ТЭН активируется при отключении подачи в центральном газопроводе;
  • компактные размеры за счет возможности установки ТЭНа в теплообменник и маленькой камеры сгорания газа;
  • низкая себестоимость обеспечивается благодаря простому устройству также даже на одноконтурном оборудовании можно установить бойлер.
Описание котлов для отопления на электричестве и газе

Совет! При выборе котлов отопления на электричестве и газе особое внимание требуется уделить мощности ТЭНов, так как основная масса моделей, представленных на рынке, рассчитаны, чтобы поддерживать заданную температуру отопления.

Комбинированный котел дрова-электричество

Конструкция данного агрегата хорошо продумана и практично сконструирована. Для того чтобы за короткое время согреть дом, можно использовать древесину или отходы деревообработки. Электрический режим работы включается только для поддержания оптимального уровня температуры в помещении. Это очень удобно особенно в ночное время суток, когда постоянно следить за топкой практически невозможно.

В отличие от традиционных твердотопливных котлов, в резервуаре теплообменника установлен дополнительный ТЭН. Кроме того, в данную модель комбинированного котла встроена система автоматики, позволяющая изменять мощность и режимы работы котла. Также в таких моделях предусмотрено автоматическое переключение между видами топлива, что обеспечивает максимальную безопасность агрегата. Можно сделать вывод о том, что данная модель котлов наиболее эффективна и имеет ряд преимуществ перед остальными видами комбинированных котлов.

Плюсы

  1. Низкая стоимость агрегата;
  2. Универсальность;
  3. Доступность;
  4. Наличие системы автоматики;
  5. Высокое качество обогрева.

Принцип работы

Данная модель работает почти также, как и обычный твердотопливный котел. Дрова загружаются в топку, которая находится внизу, а тепло, которое выделяется при сгорании древесины подогревают теплообменник с водой, которая попадает в отопительную систему. Дополнительный ТЭН поддерживает необходимую температуру, предотвращая замерзание теплоносителя. После прогорании дров он включается автоматически.

На что обратить внимание при покупке электродровяного котла

Комбинированный котел, работающий на дровах и электричестве, стоит покупать, учитывая основные параметры:

  • мощность;
  • наличие змеевика для горячей воды — второго контура;
  • материал колосников для отсеивания золы, при использовании дров отдавать предпочтение лучше чугунным колосникам, они наиболее жаростойкие, керамические колосники подойдут для насыпных материалов — соломы или щепы;
  • вес агрегата — некоторые модели могут весить не один десяток килограмм, поэтому перед установкой может потребоваться дополнительное укрепление пола;
  • размер топки;
  • клапан для бесшумной работы котла;
  • материал теплообменника, он может быть стальным или чугунным, последние — более тяжелые по весу и могут треснуть от перепадов температур, зато, в отличие от стальных, спасут от коррозии.

Использование комбинированных систем отопления обеспечат надежность, высокую производительность и эффективность обогрева Вашего дома.

Похожие записи: Котлы отопления для дома Отопительные котлы на твердом топливе Комбинированные котлы «газ-дрова»

Как правильно поменять ТЭН на котле отопления или врезать в систему отопления

Первое, на что необходимо обратить внимание — это номинальная мощность ТЭНа. Установив устройство с низкой мощностью, вы будете недополучать тепловую энергию, расходуя при этом большое количество электричества. А установив недопустимо высокую мощность есть большая вероятность постоянного перегрева устройства, а возможен и взрыв.

Что касаемо его расположения, он должен быть полностью погружен в воду, а иначе он будет перегреваться, как правило, его устанавливают в нижней части радиатора.

Это дает возможность изолировать его от мест, где скапливается воздух.

Для того, чтобы он прослужил дольше и на нем скапливалось меньше налета, который приводит к значительной потери КПД, а также к коррозии, нужно использовать дистиллированную жидкость.

Очень важно, когда вы будете врезать ТЭН или блок ТЭНов в систему отопления, качественно выполнить герметизацию торцевых стыков, поскольку, если жидкость попадет на нагревательный элемент (спираль), возникнет угроза для жителей дома. Рассмотрим вариант подключения к электрическим сетям с различным количеством фаз.

Если у вас одна фаза, зачастую этот вариант наиболее характерен для дач или старых построек, необходимо установить предохранитель. Она характерна наличием двух проводников: фазы и ноля. Существует два метода подключения — параллельно или последовательно, разница состоит в делении исходного напряжения между составляющими.

Читайте также:  Герметизация дымохода с помощью термостойкого герметика

Чаще подключение выполняют параллельным методом, чтобы минимизировать потери полезной энергии. Последовательная схема используется крайне редко, так как она предполагает потери энергии. Для любой из выбранных схем необходимо выбирать провод с большим сечением, поскольку на него будет большая нагрузка.

Подключение к трем фазам — первый метод это так называемая звезда, предполагает подпитку от сети в 220 В при наличии подведенного из щита нулевого провода. Используется одна перемычка, подключаемая к нулю, а остальные  три свободных конца присоединяют к фазам.

Треугольное подключение, приходящее напряжение в данном случае 380 В. Подключив сюда ТЭНы, предусмотренные для использования на 220 В, рискуете их испортить, поскольку они сгорят. Разница между треугольником и звездой заключается в отсутствии нулевого проводника.

Врезка ТЭНов в систему отопления дома

Если вы хотите заменить  или найти резервный источник тепла вашему твердотопливному котлу,такому как , например, Дон, Купер, Эван, Бренерам Акватэн либо Теплодар,  подобный вариант подойдет отлично, поскольку он не очень трудоемкий и затратный в финансовом плане .

При проведении подобной процедуры соблюдайте меры безопасности, поскольку любые мероприятия с использованием электрической энергии крайне небезопасны.

Рассмотрим более детально, как подключить ТЭНы на котле. При использовании его, как резервного метода нагрева, помните об изменениях уровня напора, для его выравнивания рекомендуется использовать насос.

Рассмотрим поэтапно, как установить подобное устройство:

  • Нужно проверить направление резьбы в патрубке, измерить его диаметр.
  • Слейте теплоноситель.
  • Проверьте уровень радиатора, поскольку при его малейшем наклоне велика вероятность скопления воздушных пробок.

Затем заполните систему жидкостью, при помощи крана Маевского спустите скопившийся воздух. Используя тестер, проверьте, что ТЭН изолирован от батареи во избежание поражения электрическим током, если все же пробой присутствует, проверьте исправность нагревательного элемента. Если у него нарушена изоляция, нужно поменять ее. Затем выполните установку повторно.

Существует общепринятая формула, при помощи которой можно правильно рассчитать необходимую мощность, вычисления выполняется оперируя тем, что на обогрев 10 м2 площади комнаты затрачивается 1 Квт энергии… Выглядит она следующим образом:

Р=0,0066*m*(T1-T2)/t, где

m — это объем нагреваемой жидкости,

t1 — конечная температура жидкости, градусы Цельсия,

t2 — начальная температура жидкости,

t — период за который нагревается жидкость, мин.

Р — мощность нагревательного элемента.

Попробуем произвести расчет для алюминиевой батареи из 6 секций, объем вмещаемой жидкости около 4 литров. Необходимо за 15 минут подогреть радиатор с 15 градусов до 60. Выполняем расчет:

Р=0,0066*4 (60-15)/15=0,792, таким образом мощность должна составлять 0,8 кВт.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

В качестве корпуса для электрического котла отопления своими руками используем трубу с внутренним сечением около 50 мм и длиной в 40 см. Кроме того, понадобится цельный стержень диаметром 20 мм и длиной 30 см, а также два переходника с нарезанной внутренней резьбой. В торце стержня высверливаем глухое отверстие с резьбой под болт Ø10 мм.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

Подготавливаем патрубки. 1 мы будем приваривать в торцевой части трубы, а другой — сбоку. Чтобы боковой патрубок идеально прилегал к трубе, его подрезают болгаркой, а затем дошлифовывают круглым напильником.

Прорезаем отверстия для патрубков. Если нет резака, то по окружности можно просверлить много мелких отверстий. До идеала работы доводят надфилем и круглым напильником. Отверстие для бокового патрубка необходимо расположить в 10-15 мм от края трубы.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

На следующем этапе необходимо приварить патрубки к трубе. Чтобы их не повело, сначала делают точечную сварку в нескольких местах, а затем — накладывают сплошной шов.

Подготавливаем платформу для электрокотла. Для этого можно взять лист стеклотекстолита толщиной 2 см и вырезать кусок 120×120 мм с помощью ножовки по металлу. Затем в этой платформе необходимо просверлить одно отверстие по центру, и четыре — по периметру. Сечение отверстий должно составлять 10-12 мм.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

Сквозь дырки по периметру будут пропущены крепления корпуса котла, а центральное отверстие предназначено для фиксации стального электрода.

Приступаем к фиксации корпуса для котла на платформу. Чтобы обеспечить надежное прилегание, на корпусе с 4 сторон можно приварить четыре гайки Ø12 мм. Сквозь них легко пройдут болты Ø10 мм.

Инструкция по сборке самодельного электродного котла

Такие гайки нужно приваривать с небольшим отступом от платформы. Чтобы его обеспечить, необходимо накрутить на болты подходящие им по размеру гайки, продеть их в широкие гайки, и снизу еще раз зафиксировать более мелкими. Таким образом, будет легче выполнить сварочные работы.

На последнем этапе выполняем окончательную сборку котла. Для этого вырезаем резиновую прокладку сечением слегка больше внешнего диаметра котла. В ее центральной части выполняем отверстие и продеваем сквозь него электрод. Затем корпус устанавливаем на платформу и прикручиваем.