Dvokružni električni kotao: uređaj, analiza prednosti i nedostataka + što uzeti u obzir pri odabiru

Ako nije moguće dovesti plin u kuću, problem autonomnog grijanja i zagrijavanja vode mora se riješiti uz pomoć alternativnih izvora energije. Može se instalirati solarne generatore, ložiti drvima ili peletima. Međutim, najbolje rješenje može biti dvokružni električni kotao.

U predstavljenom članku detaljno je opisan princip rada i vrste opreme koja pretvara električnu energiju u toplinsku. Nabrojene su smjernice koje bi budući vlasnici uređaja trebali uzeti u obzir prije njegove kupnje. Dane su preporuke za ekonomično korištenje.

Princip rada uređaja

Konstrukcija dvokružnog kotla predviđa smještaj dva grijaća elementa u jedan uređaj za zagrijavanje vode i nosača topline. Sustav pak radi zahvaljujući pretvorbi električne struje u toplinsku energiju.

Konstrukcijske značajke dvokružnog kotla

Za grijanje prostorije na kotao se priključuje zatvoreni krug grijanja kojim se kreće nosač topline. Drugi cjevovod namijenjen je za opskrbu toplom vodom koja se zagrijava u ugrađenom spremniku ili po protočnom principu.

U toplom dijelu godine grijanje se može isključiti i kotao koristiti samo kao bojler.

Dva kruga električnog kotla mogu funkcionirati neovisno jedan o drugome, a također i istovremeno, grijući kuću i zagrijavajući vodu

Uređaj se sastoji od sljedećih glavnih elemenata:

• kućišta s toplinskom izolacijom, ulazne i izlazne armature;
• izmjenjivača topline kroz koji cirkulira nosač topline;
• sustava upravljanja i automatskog bloka koji omogućuje postavljanje temperaturnih parametara i uključivanje/isključivanje uređaja;
• grijaćeg uređaja;
• ekspanzijske posude za otpuštanje tlaka;
• sigurnosnog ventila;
• odzračnika (automatiziranog ili ručnog) za uklanjanje zračnih čepova;
• cirkulacijskih pumpi za sustav PTV-a i grijanja;
• sigurnosne skupine s temperaturnim senzorima i relejima.

Princip rada električnog kotla sastoji se u izmjeni topline: cirkulacijska pumpa upumpava vodu u spremnik, koja se zagrijava do određene temperature termoelementom i izvodi ili u krug grijanja ili u sustav PTV-a.

U suštini, dvokružni električni uređaj, poput plinskog analoga, može obavljati funkciju i kućne kotlovnice i protočnog grijača vode.

Prednosti i nedostaci električne opreme

Električno grijanje spada u ekološki čiste načine grijanja, jer ne zagađuje zrak dimom i čađom poput kotla na kruto gorivo, ugljičnim monoksidom i drugim štetnim otpadnim tvarima, kao plinska oprema.

Osim toga, posebnost rada električnog grijanja praktički isključuje izvanredne situacije pri istjecanju vode – ako nema nosača topline u sustavu, oprema se automatski isključuje.

Električni kotao ima izvrstan stupanj iskoristivosti – 95-99%, ali čak ni tako visoka toplinska snaga ne kompenzira veliku potrošnju električne energije, pa u usporedbi s plinskim kotlom električni uređaj gubi.

Također, u opće prednosti električne opreme možemo ubrojiti:

• Jednostavna montaža – nema potrebe za opremanjem dimnjaka, sustavom prisilne ventilacije, dovođenjem plinskog cjevovoda i ishodovanjem hrpe dozvola, kao kod postavljanja plinskog kotla.
• Sigurnost – vjerojatnost istjecanja ili vrenja električnog kotla vrlo je mala, osim toga, konstrukcija uređaja ne predviđa korištenje otvorenog plamena, lako zapaljivih materijala i eksplozivnog plina.
• Kompaktne dimenzije – važan faktor za male prostore. Osim toga, uređaj se može instalirati ne samo na posebno projektom predviđenim mjestima (poput plinske opreme), već na bilo kojem prikladnom mjestu gdje postoji mogućnost spajanja na električnu mrežu i sustav grijanja.
• Tišina – električni kotao radi bez vibracija, "ispušnih zvukova" i drugih zvukova koje imaju kotlovi na kruto gorivo i plinski uređaji.
• Pristupačna cijena kako samog uređaja, tako i njegove montaže i održavanja.

Što se tiče nedostataka, jedan od najznačajnijih je cijena potrošene energije. Ako se radi o električnom grijanju i pripremi tople vode za veliku kuću, iznosi će biti pozamašni.

Stoga neće biti suvišno prije kupnje napraviti barem okvirni izračun potrošnje, analizirajući podatke o površini, potrošnji vode i snazi uređaja. A zatim odlučiti – isplati li se toliko ulaganje.

Znatno smanjiti troškove pomoći će ugradnja posebnih kontrolera, akumulacijskih uređaja i dvotarifnih brojila koji rade u režimu "dan-noć".

Ostali nedostaci:

• Ovisnost o opskrbi energijom – na području s trajnim prekidima opskrbe električnom energijom instalacija takvog grijaćeg uređaja gubi smisao. Međutim, ako su prekidi nasumični, a ne životna norma, rješenje problema može pomoći kupnja generatora koji akumulira energiju.
• Skokovi mrežnog napona štetno djeluju na osjetljivu automatiku kotla, stoga prije ugradnje opreme vrijedi nabaviti dobre stabilizatore energije.
• Taloženje kamenca. Budući da se za toplu vodu koristi protočna voda, grijaći elementi postupno se prekrivaju kamencem koji je potrebno ukloniti iz opreme. Rješenje može biti ugradnja filtera na ulazu hladne vode i redovito servisno održavanje.

Osim toga, prije neg što instalirate električni kotao, vrijedi saznati je li Vaša kućna mreža predviđena za takvo opterećenje. Na primjer, za površinu od 200 kvadrata bit će potrebno najmanje 16-20 kW.

I to samo za grijanje, bez uzimanja u obzir ostalih električnih uređaja. I ako je u novim vikend naseljima takva snaga predviđena priključkom na trofaznu mrežu, onda se za vikend parcElu obično dodjeljuje najviše 10 kW.

Vrste električnih kotlova

Moderni električni kotlovi opremljeni su grijačima s različitim principima rada. Ali istovremeno se za grijanje i za toplu vodu mogu koristiti samo uređaji s grijačom konstrukcijom.

Spajanje električnog kotla na sustav grijanja i tople vode najčešće uključuje ugradnju bojlera s izmjenjivačem topline ili spremnika za akumulaciju tople vode.

Druge vrste opreme mogu se koristiti za toplu vodu samo ako se na krug grijanja priključi bojler neizravnog grijanja.

Električni uređaji s grijaćim elementima

U najraširenije modele električnih kotlova ugrađeni su grijaći elementi – grijači, koji su izrađeni od keramike ili metala, imaju oblik štapova, spirale ili luka zakrivljene šuplje šipke, unutar koje se nalazi nit određenog otpora. Oni djeluju kao „posrednici”, zagrijavajući se prolaskom električne struje i prenoseći toplinu vodi.

Shema uređaja dvokružnog električnog kotla. Broj elementa ovisi o snazi uređaja i njeovom unutarnjem volumenu, ali dodatni grijači ne povećavaju samo brzinu grijanja, već i troškovje električne energije i servisnog održavanja.

Glavni nedostatak uređaja je brzo stvaranje kamenca na grijačima, što pogoršava njeovu radnu sposobnost. Na primjer, pri debljini kamenca od samo 0,5 mm, učiNkovitost uređaja smanjuje se za 10% od nominalne, a pri 2 mm – za 35-40%!

Kao rezuLtat, uređaj sporije zagrijava vodu, pa se potrošnja električne energije povećava. Stoga kotao treba redovito čišćenje i povremenu zamjenu neispravnih grijaćih elemenata.

Kako bi se produžio vijek trajanja grijaćeg elementa (TEN), preporučuje se korištenje sustava filtara za čišćenje ili dodavanje posebnih sredstava za omekšavanje u tekućinu za grijanje, a u krug grijanja ulijevati destiliranu vodu.

Osim toga, kotlovi s grijaćim elementom (TEN) zahtijevaju redovito servisno održavanje, jer se radi o sigurnom korištenju opreme. Grijaći element postupno se troši i može pregorjeti.

Ako se to dogodi s dehermetizacijom kućišta – još je pola problema. U tom slučaju zagrijani nihrom jednostavno se raspadne od kontakta s vodom i ne predstavlja opasnost za čovjeka. Ali ako odvojeni element ostane u neoštećenom kućištu i nastavi raditi, cijelo metalno kućište zbog vode kao vodiča bit će pod naponom.

Indukcijska oprema za grijanje

Rad indukcijskog kotla temelji se na magnetskoj indukciji, koja omogućuje pretvaranje električne energije u toplinsku energiju. Unutar kućišta nalazi se primarni krug s induktivnom zavojnicom, koja pri dovodu napona stvara izmjenično magnetsko polje.

Kao rezultat nastaju takozvane Foucaultove struje (ili vrtložne), koje zagrijavaju metal, a on svoju toplinu prenosi na cirkulirajući medij.

Vremenski provjereni kotlovi s grijaćim elementom (TEN) mogu se bez straha instalirati čak i u stambenoj sobi, dok je za indukcijske uređaje bolje predvidjeti zasebnu prostoriju – unatoč reklamnim tvrdnjama proizvođača, medicina nije potvrdila bezopasnost elektromagnetskih polja za čovjeka.

Prednosti indukcijskih kotlova u usporedbi s uređajima s grijaćim elementom (TEN):

• Najviša razina učinkovitosti – 98-99%.
• Veća površina grijanja i, sukladno tome, brži prijenos topline.
• Na grijaćem elementu ne stvara se kamenac.
• Potpuno su autonomni i ne zahtijevaju servisno održavanje.
• Osim vode, kao medij za prijenos topline mogu se koristiti naftni derivati i ulje.

Glavni nedostatak takvih uređaja je visoka cijena i potreba za priključivanjem bojlera neizravnog grijanja ili spremnika za opskrbu kuće toplom vodom. Stoga, unatoč nizu prednosti indukcijske opreme, palmu vodstva potrošačke potražnje čvrsto drže dvokružni kotlovi s grijaćim elementom (TEN).

Kotlovi s elektrodnim grijačima

Rad elektrodnog kotla temelji se na visokim vrijednostima toplinske vodljivosti vode. Unutar kućišta smješteni su negativni i pozitivni elektrodi koji proizvode električnu struju, a između njih cirkulira medij za prijenos topline.

Grijanje se odvija zahvaljujući energiji koja se oslobađa pri razgradnji molekula na nabijene ione i njihovom kretanju prema elektrodi odgovarajuće polarnosti. Zahvaljujući tome, zagrijavanje vode u komori kotla događa se gotovo trenutno.

Obavezni uvjet za elektrodni kotao – dobro uzemljenje, budući da uređaji spadaju u potencijalno opasne uređaje i kućište može 'probiti' jakim nabojom struje.

Prednosti elektrodnih kotlova u usporedbi s TEN-ovim uređajima:

• Zagrijavaju vodu 10 puta brže.
• Troše 20-30 % manje električne energije.
• Imaju kompaktne dimenzije čak i pri visokoj produktivnosti (najčešće su modeli izvedeni u zidnoj izvedbi).
• Ne kvare se pri skokovima napona.

Ali zbog značajnih nedostataka elektrodni kotlovi još nisu dobili široku primjenu. Uglavnom se koriste za grijanje, ali organizirati drugi krug za PTV moguće je uz uvjet dodatne opremljenosti sustava bojlerom neizravnog grijanja.

Ovi uređaji vrlo su zahtjevni prema sastavu tekućine koja je nositelj topline. Obična voda iz vodovoda je isključena, preporučuje se koristiti posebnu tekućinu s uravnoteženim sastavom soli. Osim toga, elektrode se tijekom rada postupno otapaju i zahtijevaju zamjenu.

Elektrodni kotlovi su vrlo kompaktni, ali se ne odlikuju visokom snagom, stoga su za grijanje velikih površina predviđeni moduli s nekoliko serijski spojenih uređaja.

Za sigurnu uporabu elektrodnog kotla preporučuje se opremiti ga dodatnim kompletom automatike, koji se prodaje zasebno i često košta više od samog uređaja. Prije svega, to je cirkulacijska pumpa i elektronički regulator temperature koji upravlja temperaturom grijanja.

Potreban je i kontroler struje koji regulira jakost struje, s mogućnošću isključivanja opreme kako bi se spriječilo vrenje vode.

Na što obratiti pažnju pri kupnji?

Kada ste se odlučili koji točno tip uređaja želite kupiti, pravo je vrijeme da razmislite o njegovim dimenzijama i tehničkim parametrima.

Najčešće se električni kotlovi ugrađuju u kuhinji, ali moguće je opremiti i mini kotlovnicu koja će omogućiti skrivanje neatraktivnih komunikacija i dodatne opreme (akumulacijski spremnik, bojler neizravnog grijanja itd.).

Odabir uređaja prema načinu montaže

Bez obzira na vrstu konstrukcije, svi dvokružni kotlovi mogu se podijeliti u dvije velike grupe – zidne i podne. Dimenzije i odabir modela izravno ovise o površini koju trebate grijati, kao i o količini slobodnog prostora za sam uređaj.

Zidni kotao razlikuje se od podnog po malim dimenzijama – po potrebi se može sakriti u viseći ormarić ili ormar, ali čak i nemaskirani uređaj ne izgleda glomazno i savršeno se uklapa s ostalim kućanskim uređajima.

Zidni uređaji namijenjeni su za grijanje relativno malih površina – do 100 m², stoga se najčešće ugrađuju u stanovima ili malim vikendicama. Pričvršćuju se na posebne nosače na bilo koju vertikalnu površinu koja može podnijeti takvo opterećenje.

Podni kotlovi su prilično glomazni uređaji, ali mogu osigurati domu površine do 200 m² toplinu i neprekinutu opskrbu vodom, pri čemu se spremnici mogu ugraditi u sam uređaj (što znatno povećava njegove dimenzije) ili montirati zasebno.

Ako kvadratura kuće prelazi 200 m², može se opremiti kotlovnica s nekoliko električnih kotlova ili koristiti dodatne izvore grijanja – oprema na kruta goriva ili solarni paneli.

Izračun potrebne snage

Najjednostavniji način jest podijeliti grijanu površinu s 10. Smatra se da će se za grijanje 10 m² potrošiti 1 kW, ali dobivena brojka bit će vrlo uvjetna, jer takav izračun ima smisla samo za prostorije visine ne veće od 3 metra.

Osim toga, toplinski gubici uvelike ovise o prisutnosti izolacije, kvaliteti prozora i njihovim dimenzijama, klimatskim značajkama područja i materijalima korištenim u gradnji kuće.

Ako pak u kući postoje visoki stropovi, prvo je potrebno odrediti volumen prostorije (površinu pomnožiti s visinom). Zatim izračunati potrebnu snagu prema tome da će za 1 m³ biti potrebno 35 W.

Prilikom kupnje razmotrite modele čija snaga premašuje vaše izračunate vrijednosti za 15-20% – bolje je postaviti kotao na slabiji način rada nego smrzavati se hladne zime dok oprema radi na granici.

Dobivenom rezultatu potrebno je dodati 'rezervu':

• 10% – kod velike površine ostakljenja (panoramski prozori, veranda i sl.).
• 15% – u nedostatku izolacije kuće.
• 10-15% – za područja s hladnim zimama.
• 20% – za dodatno opterećenje pri radu PTV-a u načinu protočnog grijanja.

Pri izračunu potrebne snage za kotlove s ugrađenim spremnikom treba se voditi podacima koje je naveo proizvođač u tehničkoj dokumentaciji.

O tehničkim parametrima kotla ovisi i način njegova napajanja. Uređaji do 10 kW mogu se priključiti na običnu mrežu od 220 V, a snažniji kotlovi – na trofaznu mrežu (pri čemu može biti potrebno dopuštenje lokalne elektrodistribucije ako u kuću nije doveden vod od 380 V).

Drugi važni detalji

Prema principu zagrijavanja vode, dvokružni električni kotlovi mogu se podijeliti na protočne i akumulacijske. Prvi su dobar izbor za manju kuću i obitelj, jer mogu servisirati 1-2 mjesta crpljenja vode uz grijanje. No unatoč kompaktnosti i udobnosti korištenja, uređaj '2 u 1' ima značajan nedostatak – veliko opterećenje na električnu mrežu.

A akumulacijski uređaj zauzima puno više mjesta zbog dodatnog spremnika u kojem se čuva zaliha tople vode. Prednost ove vrste opreme je što može opskrbljivati vodom u velikim količinama i omogućuje uštedu do 10% na električnoj energiji, jer ne troši energiju na stalno zagrijavanje, već samo održava njezinu temperaturu.

Zahvaljujući izolacijskom omotaču, gubitak topline vode u spremniku po satu iznosit će najviše 0,5 stupnja. U tehničkom listu uređaja namijenjenog za spajanje na sustav potrošne tople vode (PTV) mora biti navedena njegova propusnost – temperaturni minimum i maksimum, volumen vode i potrebno vrijeme za njezino zagrijavanje.

Moderni električni kotlovi omogućuju upravljanje uređajem i kontrolu temperature grijanja u prostoriji pomoću pametnih telefona ili sustava 'pametna kuća'.

Dodatno, kotao može biti opremljen:

• Automatskim blokom za daljinsko upravljanje s daljinskog upravljača ili putem mreže.
• Zaštitom od smrzavanja, koja omogućuje održavanje minimalne temperature u sustavu, što je korisno za vikendice i seoske kuće gdje nema stalnih stanara.
• Senzorima koji prate vremenske promjene, uključuju uređaj pri padu temperature i isključuju ga u sunčanim satima.
• Opremom koja snižava temperaturu vode za spajanje na sustav 'podnog grijanja'.
• Senzorima s mogućnošću programiranja mikroklime u cijeloj prostoriji ili pojedinačnim sobama prema vlastitom nahođenju.

Naravno, 'bonusi' proizvođača povećavaju cijenu uređaja, ali uz njihovu pomoć korištenje kotla je mnogo ugodnije.

Načini uštede pri korištenju

Kako bi se smanjili troškovi električne energije pri korištenju električnog kotla kao uređaja za grijanje i bojlera, potrebno je smanjiti ukupne gubitke topline kuće.

Prije svega, vrijedi zamijeniti stare drvene okvire modernim prozorima s 2-3 zračne komore i pobrinuti se za izolaciju zidova (najbolje vanjsku) stiroporom, mineralnom vunom ili drugim materijalima niske toplinske vodljivosti.

Drugi načini uštede:

1. Dodatno priključivanje ili zasebni uređaji koji rade na alternativnu energiju (solarni paneli, vjetroturbine, drveni kamin) značajno će smanjiti potrošnju električne energije.
2. Višetarifno brojilo omogućit će manje plaćanje noćnog grijanja, a tijekom jutarnjih i večernjih 'špica' uređaj se može i isključiti (najskuplja je električna energija potrošena u razdobljima 8.00 – 11.00 i 20.00 – 22.00). A ako se sustav dopuni vanjskim akumulatorom topline, može se akumulirati noćna 'jeftina' energija za korištenje danju.
3. Rekuperator u ventilacijskom sustavu pomoći će zadržati zagrijani zrak unutar kuće.
4. Tjedni programator prikupit će podatke o radu sustava za navedeno razdoblje kako bi odabrao najudobniji i najekonomičniji način rada s minimalnom potrošnjom energije.
5. Sobni termoregulatori kontrolirat će promjene u mikroklimi kuće i prenositi podatke na senzor ugrađen u kotao, koji će uključivati/isključivati grijanje, štiteći od pregrijavanja zraka i nepotrebnih gubitaka topline.

Uz pravilno organiziranje rada električnog kotla moguće je smanjiti potrošnju električne energije i povezane troškove do 40%.

O energetski učinkovitim opcijama grijanja seoskog posjeda upoznat će vas sljedeći članak, koji detaljno obrađuje ovo vrlo zanimljivo pitanje.

Zaključci i koristan video na temu

Preporučujemo da se upoznate s izborom pregleda i praktičnih savjeta o primjeni električnih kotlova različitih konstrukcija za grijanje i opskrbu toplom vodom kuće.

Detalji električnog grijanja – kotlovi i drugi električni uređaji za grijanje, izračun snage opreme i troškova za sezonu grijanja:

Iako se dvokružni električni kotlovi čine vrlo udobnima za korištenje, prije nego što krenete u kupovinu, izračunajte troškove električne energije za hladno razdoblje godine ili se obratite toplinskim tehničarima.

Možda će vam savjetovati ekonomičniji sustav s jednokružnim kotlom s bojlerom neizravnog grijanja ili će projektirati kombinirano grijanje, gdje će se 'proždrljivost' električnog uređaja kompenzirati dodatnim izvorima energije.

Pišite, molimo, komentare u bloku koji se nalazi ispod. Recite nam što vam je bio presudan argument pri odabiru modela dvokružnog kotla. Dijelite korisne informacije koje će koristiti posjetiteljima web stranice, postavljajte pitanja.