Индуктивно-кондуктивные электронагреватели (иногда они, для простоты, называются индукционными или вихревыми) появились на рынке отопительного оборудования в 90-х годах прошлого века и с тех пор значительно потеснили наиболее распространенные на то время ТЭНовые и электродные котлы. Расклад сил с тех пор заметно изменился. Индукционные нагреватели отвоевали себе долю порядка 30%, и эта доля продолжает увеличиваться. Ранее мы уже рассматривали, в чем заключается принципиальная разница между этими типами нагревателей (вот здесь), однако сейчас нам предстоит подробнее разобраться, в чем причина успеха индукционных нагревателей, ведь они дороже своих ТЭНовых собратьев. А причина – в экономике. Её-то мы сегодня с вами и посчитаем.
Что важнее: стоимость приобретения или стоимость владения?
В отличие от стран с давними рыночными традициями, в России еще слабо распространена практика расчета полных расходов на приобретение и эксплуатацию оборудования в течение всего срока его службы. В какой-то степени это связано с экономической неопределенностью и коротким горизонтом планирования на отечественных предприятиях. Большинство компаний живет сегодняшним днем, ограничиваясь планами на ближайший финансовый год. Поэтому главным критерием при выборе оборудования, зачастую, является стоимость его приобретения. Остальные потребительские свойства продукта оказываются на второстепенных ролях: «что с того, что этот нагреватель работает в 10 раз дольше? Кто знает, что с нами будет через год? Может разоримся или я тут работать не буду. Зачем переплачивать?!». К сожалению, такая «аргументация» часто всплывает, когда обсуждаются вопросы выделения средств на то или иное, достаточно дорогое, оборудование. В результате принимаются неверные или недальновидные решения.
►См. Оборудование для автономного отопления в нашем каталоге
В странах с развитой экономикой такие вопросы возникнуть не могут в принципе, особенно в отношении оборудования, от которого зависит жизнедеятельность предприятия. Справедливости ради надо отметить, что и многие наши специалисты и руководители практикуют в своей работе взвешенный подход: в расчет принимается не только цена приобретения, но и те расходы, которые возникнут в процессе эксплуатации в течение длительного срока (в идеале – в течение всего срока службы оборудования). Самые расчетливые и дальновидные рассчитывают еще и риски, связанные с владением и эксплуатацией – это признак их высочайшего профессионализма. В помощь таким специалистам – наша статья.
Производители электрического отопительного оборудования
На отечественном рынке представлена продукция от различных производителей. Лидируют в списке не только зарубежные, но и российские компании.
Среди самых востребованных находятся котлы компаний:
- Dacon (Чехия) ее модельный ряд состоит из 30 модификаций аппаратов, имеющих мощность от 4 до 60 кВт, при этом котлы до 12 кВт могут подключаться к одно- и трехфазной сети. Некоторые из образцов, например PTE L имеют тихо работающие контакторы, циркуляционный насос, предохранительный клапан и расширительный бачок.
- Kospel (Польша) – продукция компании – это одноконтурные аппараты, а также электрические электродные котлы с многоступенчатыми фазами мощности в диапазоне от 4 до 36 кВт. Они отличаются по способу регулировки на: ручные и программные. К базовым моделям относятся: EKCO R, EKCO L 1, EKCO L.
- РусНИТ (Россия) – представлены образцами Н и Кантри, они имеют диапазон мощности от 3 до 55 кВт и адаптированы к работе в условиях скачков напряжения в сети.
Условия расчетов
Чтобы наше сравнение было объективным и обезличенным, в своем анализе мы не будем использовать конкретные марки оборудования и конкретные объекты. Более того, поскольку разброс цен крайне велик, то нет смысла брать конкретную марку продукта. Используем усредненные цифры, которые, однако, подлежат сравнению: цены, мощность и комплектность условных изделий вполне сопоставимы. 50 кВт составляет мощность индукционного нагревателя и 50 кВт – тенового (причем, в последнем, будем считать, всего 10 нагревательных элементов по 5 кВт каждый).
Сравнивать будем в текущих усредненных ценах, без учета инфляции и региональной привязки, поскольку если вводить эти данные, то расчеты значительно усложнятся: в каждом регионе свое тарифообразование, а официальная величина инфляции мало связана с уровнем ежегодного роста тарифов на электроэнергию, поэтому данные факторы мы опустим.
Характеристики отапливаемого объекта нас особо не интересуют: если на обогрев помещения требуется 50 кВт энергии (или 43000 ккал), то не важно, какой мы выберем нагреватель – ТЭНовый или индукционный – для поддержания нужной температуры они должны выдавать одинаковое количество тепла. Можно лишь для сказать, что котел мощностью 50 кВт может ориентировочно отопить объект общей площадью около 600 м2 с высотой потолков 3 м (ответственные поставщики котлов никогда не будут рекомендовать свое оборудование без оценки объекта, где будет работать оборудование и всегда предложат провести расчет по конкретным характеристикам объекта).
Принцип работы электродного котла.
Физический принцип здесь простой — теплоноситель в системе отопления нагревается непосредственным пропусканием через него электрического тока. Фазы электрической сети подключаются к электродной группе, а ноль подключается к корпусу котла. А в обычном электрическом котле сеть подключается к ТЭНу. Чтоб стало понятней смотрите на следующую картинку:
Выделение тепла происходит из-за того, что теплоноситель обладает некоторым сопротивлением. Вообще, подбор теплоносителя для таких котлов задача сложная:
- Дистиллированная вода не подходит, потому что не проводит электричество.
- Вода с добавлением поваренной соли может вызывать ускоренную коррозию металлических частей системы и выпадение накипи на электродах.
В паспортах на такие отопительные аппараты, производители обычно пишут, что котел будет гарантированно работать только с их теплоносителем, в состав которого входят «особенные» ингибиторы коррозии или что-либо еще. Меня мучают подозрения, что делается это для того, чтобы при случае отказаться от гарантийного обслуживания, если потребитель использовал какую-то другую жидкость. Производители рекомендуют применять для электродных котлов пропиленгликоль или этиленгликоль. Если интересно, то можете прочитать мою статью про низкозамерзающие теплоносители. Теперь давайте коснемся еще одного вопроса.
Эксплуатация элекрокотлов: первый год
Основными затратами в первый год эксплуатации станут, очевидно, вложения в приобретение и монтаж оборудования. Индукционные нагреватели более дороги, однако их монтаж и запуск не сложнее, чем у ТЭНового котла. Эксплуатационные расходы в первый год также почти не отличаются:
Первый год | Индукционный нагреватель | ТЭНовый котел |
Стоимость приобретения | 145 000 | 40 000 |
Страховой запас1 ТЭН (2 шт.) | 0 | 4 000 |
Отопительный период2, сут. | 200 | 200 |
Время непрерывной работы3, час/сут. | 10 | 10 |
Энерготариф | 2,8 | 2,8 |
Расходы на электроэнергию, руб/сезон | 50×200×10×2,8=280 000 | 50×200×10×2,8=280 000 |
Риск аварии4 | 0 | 0 |
Затраты на расходные материалы, руб. | 0 | 0 |
Трудозатраты на эксплуатацию5 | 0 | 0 |
Полные расходы к концу периода | 145 000+280 000=425 000 | 40 000+4 000+280 000=324 000 |
1Запас сменных элементов создавать не обязательно, однако это грозит, в случае аварийного выхода ТЭН из строя, снижением расчетной мощности оборудования, поэтому большинство эксплуатантов тэновых котлов создают запас ТЭН. И правильно делают!
2В России существуют разные климатические зоны, соответственно, и продолжительность отопительного периода различна – от 148 суток (в Майкопе) до 311 (в Анадыре). Мы используем среднюю цифру в 200 суток (примерно широта Липецка или Тамбова).
3Если нагреватель работает непрерывно в течение сезона, значит оборудование подобрано неправильно. Обычно оборудование подбирается таким образом, чтобы работать, в среднем, в течение 8-10 часов в сутки
4Аварией считается выход нагревательного элемента из строя, либо снижение его мощности более чем на 50%. Срок службы ТЭН составляет около 5 000 часов. Однако есть вероятность, что он прослужит меньше или дольше положенного срока. Вариант «меньше» мы рассматривать не будем: допустим, брака не допустили ни производитель ТЭНового котла, ни производитель индукционного. И в первый год (2 000 часов наработки) ни один ТЭН не перегорел.
5Совсем без трудозатрат не обойтись: специалист-энергетик так или иначе должен проводить профилактические работы и контролировать работу оборудования, однако, поскольку выходов из строя оборудования не было, будем считать, что расходы на эксплуатацию в первый год у двух видов электрокотлов примерно равны и не будем принимать их в расчет.
В результате, первый год эксплуатации завершился с убедительным превосходством тенового электрокота. Расходы на него, с учетом покупки оборудования, почти на четверть ниже. Можно праздновать победу? Рановато. Оборудование покупалось не на один сезон – посмотрим, что будет дальше.
Эксплуатация элекрокотлов: второй год
Пока не очень явно, но начинают происходить изменения. Из-за высокой температуры поверхности нагревательных элементов ТЭНового котла происходит кипение воды в пограничном слое и неизбежно откладывается накипь. Микронной толщины она даже не видна невооруженному глазу, однако даже такая накипь существенно снижает теплопередачу, из-за чего падает теплосъем. ТЭН греется сильнее, а вода, наоборот, нагревается хуже. По разным оценкам, эффективность теплопередачи ТЭНового котла уже в первый год эксплуатации может упасть на 20%. Постараемся быть предельно объективными и посчитаем этот показатель равным 10%, причем только со второго года эксплуатации. В реальных условиях это будет означать, что нагреватель вынужден будет работать на 10% времени дольше, чем абсолютно новый, чтобы произвести необходимое количество тепловой энергии.
У индукционного нагревателя подобных проблем нет: развитая площадь теплообмена теплообменного устройства и небольшой перепад температур между теплоносителем и теплообменником (всего 10-20°С) не создают условий для отложения накипи. Кроме того, в индукционном нагревателе происходит естественное омагничивание воды, что также повышает его устойчивость к накипеобразованию. Падения мощности не происходит.
Помимо этого, ТЭНы уже отработали под 4000 часов и близки к истечению своего гарантийного срока эксплуатации. Вероятность того, что один из элементов потребует замены уже в течение второго сезона, невелика – примем ее равной 10%. То есть из десяти ТЭН один придется заменить. Цена ТЭНа кажется незначительной – около 2000 руб. Однако электрику придется поработать с установкой, и начинают свой отсчет трудозатраты.
Второй год | Индукционный нагреватель | ТЭНовый котел |
Отопительный период, сут. | 200 | 200 |
Время непрерывной работы, час/сут. | 10 | 11 |
Энерготариф | 2,8 | 2,8 |
Расходы на электроэнергию, руб/сезон | 50×200×10×2,8=280 000 | 50×200×11×2,8=308 000 |
Риск аварии | 0 | 10 |
Затраты на расходные материалы, руб. | 0 | 2 000 (замена 1 ТЭН) |
Трудозатраты на эксплуатацию* | 0 | 190 |
Текущие расходы за период | 280 000 | 308 000+2 000+190=310 190 |
Полные расходы нарастающим итогом | 425 000+280 000=705 000 | 324 000+310 190=634 190 |
*Время на замену ТЭН примем равными 1 час (хотя в реальности этот показатель может сильно отличаться в большую сторону). Мы предусмотрительно создали запас ТЭНов, поэтому время тратится только на замену. При з/п электрика 30000 руб./мес. расходы на замену одного ТЭН составят всего около 190 руб. Если работать будет сторонний специалист – то примерно в 10 раз дороже.
Как видим, по окончании второго года эксплуатации ТЭНовый котел оказывается выгоднее индукционного, хотя уже и не с таким убедительным отрывом: разница в расходах всего около 10%. При этом тэновый нагреватель начинает привлекать к себе лишнее внимание. Сколько потребуется этого внимания – зависит и от качества самого котла, и от условий эксплуатации, и от качества подготовки теплоносителя. Пока что мы рассматриваем довольно благоприятную ситуацию для ТЭНов, чтобы нас не обвинили в субъективности и желании очернить конкурентный продукт.
Эксплуатация элекрокотлов: третий год
Изменения, которые начались в конце первого года эксплуатации, начинают прогрессировать. Накипи все больше, хотя ее, по-прежнему, не видно невооруженным взглядом, да и противонакипным средством систему летом промыли. Однако конструкция ТЭН такова, что падение мощности происходит не только из-за отложения накипи, но и в течение всего срока его службы. Еще на 15% увеличилось время непрерывной работы. Преодолен рубеж гарантийных 5000 часов наработки. Конечно, все ТЭНы разом не перегорят, однако с этого момента начинается отсчет дней до аварии. Риск выхода из строя существенно повышается – до 30%.
В индукционном электрокотле изменений немного. Ему в летний период для профилактики также промыли теплообменник и его энергетические характеристики остались неизменными.
Третий год | Индукционный нагреватель | ТЭНовый котел |
Отопительный период, сут. | 200 | 200 |
Время непрерывной работы, час/сут. | 10 | 12,65 |
Энерготариф | 2,8 | 2,8 |
Расходы на электроэнергию, руб/сезон | 50×200×10×2,8=280 000 | 50×200×12,65×2,8=354 200 |
Риск аварии | 0 | 30 |
Затраты на расходные материалы, руб. | 0 | 6 000 (замена 3 ТЭН) |
Трудозатраты на эксплуатацию* | 0 | 570 |
Текущие расходы за период | 280 000 | 354 200+6 000+570=360 770 |
Полные расходы нарастающим итогом | 705 000+280 000=985 000 | 634 190+360 770=994 960 |
И вот к концу третьего отопительного сезона чаша весов качнулась в пользу индукционного котла. Мало того, что по затратам индуктивно-кондуктивный агрегат стал выгоднее, но и теновый начал постоянно отвлекать на себя внимание: забот с ним заметно прибавилось.
Эксплуатация элекрокотлов: четвертый год
В хозяйстве нашего предприятия – без особых изменений. Уже привыкли к тому, что в сезон надо регулярно отслеживать работу ТЭНового котла. Даже установили на него систему GSM-контроля. Но эти расходы мы не будем учитывать: договорились ведь, что оцениваем «чистый котелок» без обвязки.
Продолжает снижаться теплопроизводительность, причем сразу на 20%. Сказывается то, что работают старые ТЭНы. Их надежность обманчива: работать-то работают, но мощности не выдают. Как говорится, и выкинуть жалко, но и оставить – себе дороже.
К концу 4-го года эксплуатации пришлось поменять почти все ТЭНы, которые когда-то были новыми. Все-таки некоторые из них честно «отпахали» по 10 тыс. часов – великолепный показатель.
На индукционном нагревателе можно разве что пыль стереть – больше ровным счетом ничего.
Четвертый год | Индукционный нагреватель | ТЭНовый котел |
Отопительный период, сут. | 200 | 200 |
Время непрерывной работы, час/сут. | 10 | 15,18 |
Энерготариф | 2,8 | 2,8 |
Расходы на электроэнергию, руб/сезон | 50×200×10×2,8=280 000 | 50×200×15,18×2,8=425 040 |
Риск аварии | 0 | 50 |
Затраты на расходные материалы, руб. | 0 | 10 000 (замена 5 ТЭН) |
Трудозатраты на эксплуатацию* | 0 | 950 |
Текущие расходы за период | 280 000 | 425 040+10 000+950=435 990 |
Полные расходы нарастающим итогом | 985 000+280 000=1 265 000 | 994 960+435 990=1 430 950 |
К исходу четвертого года эксплуатации, индукционный нагреватель уже абсолютно уверенно лидирует в нашем соревновании, реально экономя средства предприятия, причем не только денежные, но и временные, и человеческие.
Про теновый котел можно сказать только одно: если так и дальше пойдет, то электрик будет заниматься только им и придется нанимать еще одного для работы с остальной техникой…
ТЭНовые котлы
ТЭНовые электрические котлы можно отнести к классическому и наиболее распространённому виду водонагревателей. Электрическая энергия преобразуется в тепловую при помощи ТЭНа (трубчатого электронагревателя). Конструкция ТЭНа довольно проста и, одновременно, безопасна. Оболочка выполняется из тонкостенной металлической трубы, внутри находится проволочная спираль из материала с высоким удельным сопротивлением, которая разогревается при прохождении электрического тока. Свободное пространство заполняется наполнителем, обладающим хорошими диэлектрическими свойствами и высокой теплопроводностью, например кристаллической окисью магния (периклазом). Тепло разогретой спирали передаётся наполнителю, а далее на оболочку ТЭНа, который находится непосредственно в среде теплоносителя и нагревает его. Такая конструкция абсолютно безопасна и полностью исключает возможность поражения потребителя электрическим током.
Внутренне устройство большинства ТЭНовых котлов включает в себя все необходимые для эффективной работы элементы:
1. В роли теплообменника выступает медный бачок с размещёнными внутри ТЭНами. 2. Циркуляционный насос способствует равномерному распределению тепла в системе отопления. 3. Расширительный бачок компенсирует излишек воды при нагреве. 4. Предохранительный клапан, воздухоотводчик и манометр предотвращают поломку котла при возникновении завоздушивания или избыточного давления. 5. Электронная панель управления позволяет настроить работу котла на необходимый режим, зачастую оборудована программатором, что позволяет корректировать параметры работы котла в зависимости от времени суток или дня недели. Благодаря применению электронной системы управления с возможностью программирования различных режимов работы можно существенно сократить потребление электроэнергии. 6. Мощностной узел обеспечивает бесшумную и надёжную работу котла. 7. Термический выключатель предохраняет котёл от аварийного перегрева.
Технология производства ТЭНовых котлов оттачивалась не одно десятилетие и на сегодняшний день они имеют привлекательный внешний вид, доступную цену и максимально удобны в эксплуатации. Несмотря на это им присущ целый ряд недостатков:
— образование накипи на ТЭНах снижает производительность котла; — нагревательная спираль со временем перегорает и ТЭН требует замены; — в случае утечки теплоносителя ТЭН также перегревается и выходит из строя; — большое количество резьбовых, паяных и клеммных соединений негативно сказываются на надёжности котла.
Работа ТЭНовых котлов несколько инерционна: от момента включения и до выхода на заданные параметры проходит около 10-15 минут.
Расходы в пятый год эксплуатации
Кажется, наконец-то, вошли в рабочий режим с ТЭНовым котлом: все стало более ритмичным и обыденным. Да, приходится больше платить за электроэнергию, да, приходится покупать ТЭНы, да, начинают выходить из строя недавно замененные элементы (качество, что ли, падает?) да был неприятный случай, когда некачественный ТЭН пробило и напряжение «пошло» в систему. Хорошо, что в самом начале заземлили нагреватель, а то не миновать беды…
Вообще, хорошо, что у нас всего 50-киловаттный нагреватель. А если бы было 350? 7 раз по 50! Это ж сколько там ТЭНов, и на сколько бы увеличились все наши заботы и расходы?
Индукционный нагреватель гудит потихоньку. Все-таки, «родной брат» трансформатора. Кажется, что стал гудеть немного сильнее. Хотя, это, пожалуй, только кажется – просто придраться больше не к чему.
Пятый год | Индукционный нагреватель | ТЭНовый котел |
Отопительный период, сут. | 200 | 200 |
Время непрерывной работы, час/сут. | 10 | 15,18 |
Энерготариф | 2,8 | 2,8 |
Расходы на электроэнергию, руб/сезон | 50×200×10×2,8=280 000 | 50×200×15,18×2,8=425 040 |
Риск аварии | 0 | 50 |
Затраты на расходные материалы, руб. | 0 | 10 000 (замена 5 ТЭН) |
Трудозатраты на эксплуатацию* | 0 | 950 |
Текущие расходы за период | 280 000 | 425 040+10 000+950=435 990 |
Полные расходы нарастающим итогом | 1 265 000+280 000=1 545 000 | 994 960+435 990=1 430 950 |
Монтаж
Установить ТЭНовый котел отопления своими руками не сложно, для этого не нужно иметь специальное разрешение, как, например, в случае с газовым оборудованием.
Ставить электрические ТЭНовые котлы можно как в отдельном помещении, так и на кухне. Они не шумят, поэтому никакого дискомфорта вы испытывать не будете.
Тэновый электрокотёл Kospel Ekco
Подобная отопительная система подразумевает установку следующих элементов:
- Непосредственно сам котел отопления, который осуществляет нагрев теплоносителя. В дополнение он может быть оборудован электронным блоком управления, блокираторами и другими приборами, которые обеспечивают надежное и безопасное функционирование.
- Система трубопроводов и радиаторов, которая проходит по всем комнатам. В ее конструкцию входят: подающая и обратная трубы, по первой теплоноситель двигается по направлению от котла к радиаторам, по другой — возвращается обратно и снова начинает прогреваться.
- Циркуляционный насос — прибор, благодаря которому обеспечивается постоянная циркуляция теплоносителя и на обогрев тратится минимальное количество энергии. Работа насоса содействует тому, что теплоноситель не успевает охладиться в радиаторах и для его вторичного нагрева расходуется намного меньше энергии. За счет этого достигается большая эффективность работы всей системы, а в доме всегда будет тепло.
- Расширительный бак — устройство, которое компенсирует температурное расширение воды и не допускает появления избыточного давления в системе.
Монтаж своими руками можно осуществлять только при строгом соблюдении правил и только если имеются навыки работы с электричеством.
Помимо вышеуказанных деталей монтируются такие вспомогательные детали как: предохранительный клапан и запорная арматура, которые позволяют устранять скопившийся воздух из трубопровода и не позволяют образовываться пробкам. Все детали собираются в целостную систему, котел подключается к электрической и трубопроводной сети дома.
Сроки окупаемости индукционного нагревателя
Расписывать все последующие годы эксплуатации не имеет смысла: алгоритм уже понятен. Скажем так, примерно с середины 3-го года эксплуатации ТЭНовый котел уверенно отрывается от индукционного по стоимости владения. И с каждым годом эти расходы будут только расти.
Надо сказать, что мы рассмотрели один из самых пессимистичных прогнозов для индукционного нагревателя – мы максимально дипломатично обошлись с ТЭНовыми котлами, поскольку на самом деле:
- Редко бывает так, чтобы ТЭН служил дольше 7 000 часов в системе водяного отопления (мы посчитали работу некоторых ТЭН больше 10 тыс. часов!).
- Падение мощности поработавшего некоторое время ТЭНового котла может составить до 20% от номинального уже в первый год эксплуатации. Мы посчитали, что в первый год падения не было совсем, и только на следующий год это произошло. И то всего на 10%.
- Мы посчитали, что в нашем штате уже есть нужный специалист-энергетик, который обладает достаточной квалификацией, чтобы быстро заменить ТЭН, причем он не болеет, не ходит в отпуск и сидит можно сказать с ТЭНом и гаечным ключом в руках, готовый броситься по первому зову на ремонт… У вас так бывает? А если предприятие будет пользоваться услугами стороннего специалиста, расходы по статье «замена» вырастут минимум в 10 раз.
- Мы почти не затронули тему различий в электрической безопасности котлов, а они тоже имеют финансовое измерение. 2 класс электробезопасности у индукционного котла (т.е. риска поражения электрическим током фактически нет) и 1 класс электробезопасности у ТЭНов и риск утечки напряжения через воду в систему теплоснабжения (конечно, есть автоматическая защита и заземление, но факт остается фактом – риски выше).
Срок службы ТЭНового котла, несмотря на постоянную замену нагревательных элементов, едва ли перевалит за 10 лет. Индукционный котел может проработать до 100 000 часов, потому что по своей сути это – «сухой» трансформатор, срок эксплуатации которого закончится только тогда, когда пропитка обмоток его катушек окончательно постареет и рассыплется в труху. Но случится это как раз не раньше чем через 30 лет (подробнее об этом – в нашей статье Срок службы – 30 лет?!)!
Каким может быть электрический котел для отопления частного дома
Электрические котлы для систем отопления частных домов могут отличаться:
- Мощностью;
- Способом нагрева теплоносителя;
- Конструктивными особенностями;
- Качеством изготовления и стоимостью.
Мощность электрокотлов может быть от 1 до 18 кВт и больше.
Выбор мощности зависит, во-первых, от того для какой цели приобретается котел. Если он будет являться основным источником тепловой энергии для системы отопления, тогда его мощность рассчитывается в соответствии с площадью (объемом) отапливаемого пространства и теплопотерями наружных ограждающих конструкций дома ( стены, окна, двери, пол, потолок, крыша). В среднем же, можно ориентироваться на показатель 1кВт мощности котла на 10 м2 площади дома.
Если же электрический котел планируется использовать, как дополнительное отопление, например, в паре с котлом, работающем на другом виде топлива (газовым, твердотопливным), то его мощность может быть меньше — 1-4 кВт.
Максимальная мощность электрокотла также зависит от того, на какое напряжение он рассчитан: 220 в (однофазный ток) или 380 В (трехфазный). Однофазные котлы редко имеют мощность более 6-7 кВт. Поэтому, если нужен электрокотел большей мощности необходимо позаботиться о наличии в доме трехфазного ввода.
Виды электрических котлов по способу нагрева теплоносителя
Среди всего разнообразия электрокотлов, по способу нагрева теплоносителя можно выделить три их вида:
- ТЭНовые или электрические котлы с трубчатыми нагревателями;
- Электродные;
- Индукционные.
Каждый из этих видов электрических котлов имеет свои конструкционные особенности, преимущества и недостатки, которые могут повлиять на выбор именно того или иного варианта. Поэтому, чтобы выяснить, какой из них подойдет лучше для отопления частного дома, рассмотрим их более детально.
ТЭНовый электрокотел
ТЭНовый электрический котел
Электрические котлы такого вида известны давно. Для нагревания теплоносителя в них, используются один или несколько трубчатых нагревательных элементов (ТЭНов) — это зависит от конструкции и мощности агрегата. ТЭН представляет собой металлическую трубку со спиралью внутри.
Трубчатый электрический нагревательный элемент (ТЭН)
Основным элементом котла такого типа является теплообменник — герметичная теплоизолированная емкость с патрубками для подачи и отвода воды (теплоносителя), в которую вмонтирован нагревательный элемент — ТЭН. Кроме этого основного элемента, такие агрегаты снабжаются регулирующей и защитной аппаратурой, позволяющей устанавливать определенный режим работы и обеспечивающей безопасность и длительность эксплуатации.
Многие модели ТЭНовых электрокотлов комплектуются еще и циркуляционным насосом, обеспечивающим принудительное движение теплоносителя. В этом случае нет необходимость устанавливать перед котлом такой насос самому.
Преимущества ТЭНового электрокотла:
- Относительно небольшая стоимость;
- Работа таких агрегатов безопасна и проверена временем.
Недостатки:
- Возможность образования на ТЭНах накипи и, как следствие, снижение эффективности работы. Для предотвращения этого вода, используемая в качестве теплоносителя, должна быть максимально «мягкой» (в идеале – дистиллированной);
- Спираль в ТЭНе со временем может перегореть и потребуется его замена.
Электродный электрокотел
Иногда электрический котел такого вида могут называть ионным, ионнообменным или электролизным, что объясняется используемым в нем способом преобразования электрической энергии в тепловую. Хотя речь всегда идет об одном и том же виде электрокотлов – электродном.
Электродные электрические котлы
Котел такого типа нагревает воду (или специальную жидкость) — теплоноситель системы отопления, используя ее способность нагреваться, протекая между двумя электродами на которые подается переменное напряжение. Жидкость – теплоноситель (вода или специальная) в этом случае является одним из элементов электрической цепи и должна обладать определенными свойствами:
- Иметь строго определенную электропроводность, а значит наличие ионов солей или жесткость;
- Не иметь механического загрязнения, так как твердые частицы могут привести к преждевременному разрушению электродов.
Принцип работы электродных электрических котлов
Такие электрокотлы могут быть как одно-, так и трехфазными, мощностью от 1 до 16 кВт.
Преимущества:
- Простая конструкция и небольшие размеры;
- Небольшая стоимость;
- Отсутствие ТЭНов и связанных с ними неприятностей (накипь, перегорание спирали);
- Внезапное или временное отсутствие теплоносителя в системе не приводит к поломке котла;
- Малая чувствительность к перепадам напряжения в сети – хотя и происходит снижение мощности, но работать котел будет продолжать;
- Малая инертность – позволяет быстрее нагревать теплоноситель в системе отопления и довольно эффективно регулировать работу в автоматическом режиме.
Недостатки:
- Теплоноситель в системе должен иметь определенную электропроводность, которую необходимо контролировать и поддерживать на одном уровне;
- Не возможно использовать в системе обычную незамерзающую жидкость, а стоимость специальной довольно высокая;
- В процессе электролиза выделяется некоторое количество электролизных газов;
- Мощность такого вида котла зависит от температуры теплоносителя – при ее повышении увеличивается его электропроводность и потребляемая электрическая мощность;
- Требуется довольно надежное заземление, так как из-за специфики работы таких котлов нет возможности использования защитных устройств отключения, а ,следовательно, возрастает вероятность поражения электрическим током;
- Сложность осуществления ступенчатого регулирования мощности;
- Со временем, из-за электролиза, происходит износ электродов.
Индукционный электрокотел
Индукционный электрический котел
Этот вид котлов появился относительно недавно. Поэтому их иногда путают с ионными (электродными). Но в основе их работы совершенно иной спрособ нагрева теплоносителя – с помощью индукционного тока, возникающего в теплообменнике из ферромагнетика. По такому принципу, например, работают индукционные электроплиты.
Принцип работы индукционного электрического котла
Конструкция такого электрического котла представляет собой корпус в котором размещена обмотка-индуктор, внутри которого размещен металлический сердечник-теплообменник. Теплообменник может выполнен в виде лабиринта из труб или полостей. На обмотку корпуса (катушку-индуктор) подается напряжение. Создаваемое при этом электромагнитное поле очень быстро нагревает металлический сердечник, который, в свою очередь, отдает это тепло протекающему через него теплоносителю системы отопления.
Качество и вид теплоносителя для такого котла не играют большой роли, так как микровибрации, возникающие в сердечнике, практически, предотвращают появление накипи на стенках теплообменника. В качестве теплоносителя можно использовать, как обычную воду любой жесткости, так и антифриз или даже масло.
Из-за отсутствия накипи, эффективность работы такого котла с временем не снижается, а ресурс работы довольно большой — производители обещают 30 лет и даже больше.
Преимущества индукционного электрокотла:
- Можно использовать любой вид теплоносителя;
- Нет необходимости в замене нагревательных элементов (ТЭНов или электродов);
- Не снижается эффективность работы из-за накипи, так как она в теплообменнике практически не образовывается;
- Быстрый нагрев ( около 5-7 минут);
- Безопасная работа;
- Большой срок службы.
Недостатки:
- Цена выше, чем ТЭНовых или электродных;
- Можно использовать только в закрытой системе отопления с принудительной циркуляцией;
- Вес такого электрокотла больше, чем других видов – около 30-40 кг, в зависимости от мощности.
Выводы
В самом худшем случае, когда все складывается не в пользу индукционного электронагревателя, его приобретение все равно станет более выгодным по истечении трех лет эксплуатации. На практике этот срок может наступить гораздо раньше. И чем выше будет потребность предприятия в электронагреве, и чем более мощными будут установки, тем более выгодным будет приобретение индукционных электрокотлов, потому что свои расчеты мы строили на сравнении 50-ти киловаттного оборудования и нетрудно представить, насколько велика будет разница для, скажем, 500-киловаттного электрокотла.
P.S. или ответ тем, кто любит считать NPV
Есть специалисты (как правило, с экономическим образованием) которые могли бы сказать: “Все это ерунда! Автор приводит цифры, которые далеки от реальной экономики – он приводит голые цифры, а в реальности надо считать как минимум еще NPV (чистую приведенную стоимость), и тогда вся картина может оказаться совсем не такой радужной!”
Такие аргументы выглядят железными. Но только до того момента, пока мы не возьмем и не посчитаем этот страшный NPV. Говоря по-простому, можно посчитать, сколько бы мы заработали, если бы у нас была сумма 145 000 руб. и мы могли бы купить индукционный электрокотел, но решили сэкономить и купили теновый за 40 000. А сэкономленные деньги (105 000 руб.) положили бы в банк под процент, да еще и заработали бы на этом. Каждый год мы бы «наваривали» около 10% (на самом деле, скорее всего даже еще меньше). К исходу 5-го года мы могли бы снять из банка 169 100 руб. Т.е. получили бы дополнительно больше 60 тыс. прибыли. Радости бы не было предела, пока мы не вернулись бы к расчетам по нашим нагревателям. За это же время мы потеряли 321 940 руб. – более чем в 5 раз больше, чем заработали. Как говорится, скупой платит дважды. А потом еще и приплачивает.