Aby stworzyć system zaopatrzenia w ciepło, coraz częściej instaluje się kotły elektryczne do ogrzewania prywatnego domu na 220 V. Są znacznie bezpieczniejsze niż jednostki gazowe i mają wiele zalet. Kotły elektryczne mogą być wykorzystywane do ogrzewania budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i komercyjnych. Nie są uzależnione od dostaw paliw naturalnych. Jednostki takie zaliczane są do urządzeń elektrociepłowniczych przyjaznych środowisku, gdyż nie są źródłem emisji zanieczyszczeń do atmosfery.
Kryteria wyboru kotła elektrycznego
Moc cieplna kotłów elektrycznych należy do głównego wskaźnika i jest mierzona w kW. Charakteryzuje ilość ciepła zużywanego do podgrzania wody w obiegu grzewczym w celu utrzymania temperatury sanitarnej powietrza wewnętrznego w pomieszczeniu. Wartość ta powinna zrekompensować straty energii cieplnej w ogrzewanych pomieszczeniach, a w przypadku instalacji kotłów dwuprzewodowych zapewnić działanie systemu CWU. Jednocześnie konieczny jest zakup elektrycznego kotła grzewczego 220 V o małej rezerwie mocy w celu skompensowania spadku sprawności wynikającego z przepięć w sieci energetycznej.
Rodzaj budynku
Istnieją kotły elektryczne jednoprzewodowe i dwuprzewodowe. Różnica polega na dodatkowych funkcjach drugiego obiegu podgrzewu CWU. Najprostsze modyfikacje są dostarczane tylko z wbudowanym zbiornikiem i elementami grzewczymi, a bardziej złożone konstrukcje dwuprzewodowego naściennego kotła elektrycznego mają zbiornik wyrównawczy i elektroniczną jednostkę sterującą z funkcjami ochronnymi.
Cena kotła
Na koszt kotła elektrycznego największy wpływ ma poziom wyposażenia. Im więcej funkcji ma kocioł, tym wyższy koszt. Modyfikacje elektryczne kotłów Premium mają zbiornik wyrównawczy, który kompensuje rozszerzanie się wody w obiegu wewnętrznym podczas ogrzewania i pompę do cyrkulacji wody grzewczej.
W skład zespołu wchodzą zespoły bezpieczeństwa i regulacji, które gwarantują ochronę urządzenia i instalacji grzewczej przed przegrzaniem i nadciśnieniem. Bez nich kocioł jest znacznie tańszy, ale ponieważ są potrzebne technologicznie, nadal trzeba będzie je kupić. W rezultacie kocioł elektryczny o maksymalnej konfiguracji wychodzi taniej niż opcja budżetowa, która wymaga zakupu dodatkowego wyposażenia kotła.
Stabilność sieci elektrycznych
Pomimo tego, że ten parametr wydajności nie wpływa bezpośrednio na projekt kotła elektrycznego 220 V do ogrzewania w prywatnym domu, należy go wziąć pod uwagę przy wyborze urządzeń. Zastosowanie jednofazowej sieci energetycznej 220 V pozwala na instalację kotłów elektrycznych tylko o mocy do 12 kW.
Aby zapewnić stabilność sprzętu elektrycznego, konieczne jest dobranie odpowiedniego przekroju kabla. Ten parametr dobierany jest na podstawie obciążeń i zaleceń producenta.
Rozdzielenie kotłów według miejsca instalacji
Elektryczne generatory ciepła dzielą się na dwa typy, w zależności od konstrukcji obudowy: stojące i uchylne.
Stojący na podłodze
Kotły mają maksymalną moc, duże gabaryty oraz dodatkowy obieg ciepłej wody. Są instalowane jako główne źródło zaopatrzenia w ciepło i mogą być sparowane z zewnętrznymi zasobnikami ciepłej wody. Główne zalety:
- możliwość dostarczenia ciepła do pojedynczych domów o powierzchni ponad 200 m2;
- szybkie podgrzewanie ciepłej wody.
Sprawność takiego systemu zaopatrzenia w ciepło zależeć będzie od zastosowania różnicowego pomiaru energii elektrycznej oraz poziomu ochrony cieplnej budynku.
Te modyfikacje mają kilka wad:
- wysokie zużycie energii elektrycznej do wytwarzania ciepła;
- potrzeba izolowanego pomieszczenia do umieszczania kotłów;
- potrzeba oddzielnej linii energetycznej.
Instalując kocioł stojący, należy spełnić wszystkie wymagania producenta oraz obowiązujące normy państwowe dotyczące bezpiecznej eksploatacji urządzeń elektrycznych.
Zawiasowe
Kotły elektryczne przeznaczone są do ogrzewania domków letniskowych i małych domów jednorodzinnych. Czasami są używane w schematach zapasowego lub dodatkowego wyposażenia kotła, które jest uruchamiane, gdy główny, na przykład kocioł na paliwo stałe, ulegnie awarii.
Główne zalety załączników to:
- znikome jednostkowe zużycie energii elektrycznej do wytwarzania ciepła;
- zwartość i mały rozmiar;
- nie ma ograniczeń co do miejsca instalacji.
Wady tego projektu to niska moc i niski poziom wyposażenia. Właściciel będzie musiał samodzielnie zakupić wiele elementów pomocniczych systemu grzewczego.
Modele kotłów według projektu
W zależności od metody podgrzewania chłodziwa kotły elektryczne to elementy elektrodowe, indukcyjne i grzejne. Wybór typu do instalacji w domu będzie zależeć od preferencji właściciela, możliwości okablowania wewnętrznego i dostępności wolnego miejsca na wyposażenie kotła.
Elementy grzejne
Jest to tradycyjny typ bojlera elektrycznego o napięciu 220 woltów. W nim gorące medium jest ogrzewane przez elementy grzejne wykonane z metalowego rurowego korpusu, wewnątrz którego ułożona jest spirala nichromowa. Odległość między nim a korpusem wypełniona jest materiałem dielektrycznym, którym najczęściej jest piasek kwarcowy. Kocioł może mieć jeden lub kilka grzałek w zależności od obwodów mocy i ogrzewania. Takie urządzenie działa na zasadzie czajnika elektrycznego.
Elektroda
Urządzenia te wykorzystują technologię jonizacji wody. Do skutecznego ogrzewania takie urządzenia potrzebują wody, która przeszła specjalistyczne szkolenie. W zależności od tego zmieni się ilość energii elektrycznej potrzebnej do ogrzewania. Takie urządzenia wymagają solidnej pętli uziemienia.
Kotły elektryczne indukcyjne posiadają rozbudowany system grzewczy i wysoką cenę. Instalacja dużej liczby jednostek funkcjonalnych będzie wymagała osobnego pomieszczenia. Taka jednostka wykorzystuje zasadę transformatora i składa się z uzwojeń pierwotnych i wtórnych. Po uruchomieniu pierwotna, zużywająca energię elektryczną, wytwarza pole magnetyczne na uzwojeniu wtórnym. Rdzeń ferromagnetyczny nagrzewa się i przekazuje energię cieplną czynnikowi grzewczemu obiegu grzewczego.
Instalacja i instalacja DIY
Początkowo przed zainstalowaniem kotła elektrycznego w wybranym miejscu wykonuje się oznaczenie instalacji. Podczas umieszczania urządzenia wolnostojącego na powierzchni montowana jest blacha ognioodporna. W celu modyfikacji ściany miejsce montażu zabezpiecza się niepalnymi materiałami budowlanymi, następnie na ścianie mocowane są fabryczne elementy montażowe, pod które wykonuje się otwory. W trakcie pracy pozioma pozycja instalacji jest sprawdzana za pomocą poziomu budynku.
Podłączając kocioł elektryczny do sieci, wykonuje się uziemienie. Niektóre konfiguracje kotłów w ogóle nie uruchomią się bez pętli uziemienia. Okablowanie z niego prowadzi do indywidualnej maszyny RCD, do której podłączone jest gniazdko elektryczne, aby włączyć urządzenie grzewcze. Producent wskazuje najmniejszą kwadratową powierzchnię przekroju kabla w adnotacji dotyczącej użytkowania sprzętu. Przewody elektryczne mają być ukryte w kanale kablowym. Po wykonaniu orurowania wzdłuż linii elektrycznej, montuje się obudowę kotła, podłącza zasilanie i sprawdza działanie elementów elektrycznych.
Podłączenie do systemu grzewczego
Po zainstalowaniu kotła i sprawdzeniu działania instalacji elektrycznej, urządzenie podłącza się do istniejącej wewnętrznej sieci ciepłowniczej i ciepłej wody.
Kocioł grzejny, w którego korpusie znajduje się pompa do cyrkulacji wody grzewczej przez obwody, jest podłączony do systemu w ten sposób:
- Rurociągi zasilania i powrotu są połączone z króćcami wlotowymi za pomocą zaworów kulowych z zaworami „amerykańskimi”.
- Na linii powrotnej przed kotłem zamontowany jest filtr przeciwbłotny, przed którym wcięty jest zawór kulowy ułatwiający czyszczenie oraz zbiornik wyrównawczy z membranową zasadą działania.
- Po zamontowaniu wszystkich urządzeń pomocniczych, niezbędnej armatury i podstawowych czujników temperatury i ciśnienia czynnika grzewczego, obieg wody jest pod ciśnieniem. Obwód grzewczy jest wypełniony oczyszczoną wodą, a system jest testowany pod kątem wytrzymałości i szczelności.
Podwyższone ciśnienie wymagane do próby ciśnieniowej jest wskazane przez producenta, jest pompowane przez sprężarkę lub pompę.
Zalety i wady
Za główną zaletę ogrzewania kotłów elektrycznych w porównaniu z innymi rodzajami ogrzewania uważa się ich funkcje środowiskowe i bezpieczeństwo środowiskowe. Działają prawie niesłyszalnie, dlatego dozwolone jest umieszczanie takiego sprzętu w domu. Jednocześnie kotły elektryczne wyposażone w jednostkę sterującą mogą pracować w trybie automatycznym. Nie wymagają aranżacji systemów oddymiania, co znacznie obniża całkowity koszt prac instalacyjnych.
Kocioł elektryczny z podłączeniem jednofazowym ma jedną istotną wadę - jest to kosztowny rodzaj ogrzewania. Nawet wysoka sprawność instalacji wynosząca 98% nie zrekompensuje wysokich kosztów energii.
Grzejniki elektryczne dobrze integrują się z niekonwencjonalnymi źródłami energii takimi jak słońce, wiatr czy pompy ciepła. To znacznie obniża koszty wytwarzania ciepła i czyni je konkurencyjnymi źródłami energooszczędnymi.
